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Klang und Lärm der Ozeane

Von REBECCA HAHN

11. April 2021 · Meeresstille gibt es nicht. Auch unter Wasser ist die Welt voller Geräusche. Doch der Mensch mit seiner Technik ist dabei, die marinen Klanglandschaften zunehmend zu verschandeln.

Mit dem Monat April kehrte 2020 im Bosporus plötzlich Stille ein. Die Beschränkungen infolge der Corona-Pandemie hatten den Schiffsverkehr lahmgelegt – weder Frachter noch Touristenboote waren zwischen Schwarzem Meer und Mittelmeer unterwegs. Stattdessen wagten sich plötzlich Delphine ungewöhnlich weit in die Meerenge vor. Auch an anderen Küsten werden seit Beginn der Pandemie mehr Wale, Haie und andere Ozeanbewohner gesichtet. „Der Meereslärm ist durch die Corona-Pandemie um ungefähr 20 bis 25 Prozent zurückgegangen“, sagt Carlos Duarte von der König-Abdullah-Universität in Saudi-Arabien. „Meerestiere wurden dadurch in Küstennähe oder in sonst stark befahrenen Schifffahrtswegen beobachtet, wo man sie zum Teil seit Generationen nicht mehr gesehen hatte.“

Nach Jahrzehnten, in denen der von Menschen erzeugte Lärm in den Ozeanen immer weiter zugenommen hat, scheint die Ruhe dem marinen Leben gutzutun. Erst im Februar schilderten Duarte und 24 weitere Wissenschaftler in einem Beitrag in Science, wie stark sich der Klang der Unterwasserwelt durch den Menschen verändert hat und wie viele Arten darunter leiden. Als erfahrener Taucher kennt sich Carlos Duarte mit den Geräuschen unter Wasser aus. „Ich tauche seit fast vier Jahrzehnten“, erzählt der Meeresökologe. In dieser Zeit habe er die ganze Bandbreite marinen Lärms erlebt, darunter auch Dynamitexplosionen vor den Philippinen sowie Begegnungen mit Schiffsmotoren. Einmal sei vor Griechenland ein Kriegsschiff mit voller Geschwindigkeit über seinen Kopf hinweggerauscht: „Dank solcher Erlebnisse fühle ich mit den Meeresbewohnern mit, die diesem Stress rund um die Uhr ausgesetzt sind.“

Entlang besonders viel befahrener Schifffahrtsrouten ist auch die Schallbelastung der Meere besonders hoch. Am lautesten ist es dabei entlang der Küsten Europas sowie Süd- und Südostasiens. Der Lärm, den die maritime Transportwirtschaft veranstaltet, ist aber auch weit abseits davon noch zu hören, etwa im Arktischen Ozean bis zur Eisgrenze. Zu den wenigen vergleichsweise ruhigen Winkeln der Ozeane gehört das Südpolarmeer.
Entlang besonders viel befahrener Schifffahrtsrouten ist auch die Schallbelastung der Meere besonders hoch. Am lautesten ist es dabei entlang der Küsten Europas sowie Süd- und Südostasiens. Der Lärm, den die maritime Transportwirtschaft veranstaltet, ist aber auch weit abseits davon noch zu hören, etwa im Arktischen Ozean bis zur Eisgrenze. Zu den wenigen vergleichsweise ruhigen Winkeln der Ozeane gehört das Südpolarmeer.


Inzwischen bleibt kaum ein Ozeanwinkel von Menschenlärm verschont. Entlang großer Schifffahrtswege ist die Schallbelastung im Niedrigfrequenzbereich heute schätzungsweise 32 Mal so hoch wie noch vor fünfzig Jahren. Auch weit abseits stark befahrener Routen ist das tiefe Brummen der Schiffsmotoren noch zu hören, weil Schall unter Wasser vor allem im tieffrequenten Bereich sehr weite Strecken zurücklegen kann. Weitere Lärmquellen kommen hinzu: Vor den Küsten werden Pfähle für Offshore-Windparks in den Meeresgrund gerammt, Prospektoren suchen mit Schallkanonen nach Öl- und Gaslagerstätten, Schleppnetze kratzen über den Meeresboden, und in manchen Regionen wird noch immer mit Dynamit gefischt.

„Es ist schwierig zu bewerten, welche Art von Lärm für die Meerestiere schlimmer ist: chronischer Lärm oder Impulsgeräusche, die zwar vielleicht nicht über einen längeren Zeitraum anwesend sind, aber dafür so laut, dass sie bei vielen Tieren in der direkten Umgebung auch zu Verletzungen führen können“, sagte Ilse van Opzeeland vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven, die an der Studie in  Science beteiligt war. In gewissen Gebieten werde mittlerweile so ausgiebig nach Rohstoffvorkommen gesucht, dass auch die eigentlich kürzeren Impulsgeräusche zu einem ständigen Lärm geworden seien: „In der Arktis hören wir auf unseren Tonaufnahmen mittlerweile fast das ganze Jahr über die Schüsse der Schallkanonen.“

Für Wissenschaftler ist es nicht einfach herauszufinden, wie genau der Lärm die Meeresbewohner beeinträchtigt – auch, weil häufig der Vergleich zu einem ruhigeren Ozean fehlt. Eine der wenigen Ausnahmen bilden die Gewässer rings um die Antarktis, in denen noch vergleichsweise wenig Verkehr herrscht. „Dieses Gebiet ist für unsere Forschung sehr interessant, weil die Klanglandschaft dort noch relativ intakt ist“, sagt van Opzeeland. Gemeinsam mit ihren Kollegen lauscht die AWI-Forscherin seit 2006 den Aufnahmen von mittlerweile zwanzig im Weddellmeer stationierten Unterwasserrekordern, die alle zwei Jahre ausgetauscht werden. Es ist das erste große Monitoringprogramm im Südpolarmeer, das die Klangkulisse über das gesamte Jahr hinweg verfolgen kann. 

Dank dieser Aufnahmen wissen die Forscher zum Beispiel, dass Buckelwale entgegen früheren Annahmen nicht jedes Jahr in die Südpolarmeere hinein- und wieder hinauswandern, sondern sich ganzjährig in der Nähe der antarktischen Küste aufhalten. „Wir hören auch sehr viele Robbenarten, die interessanterweise alle ihre eigenen akustischen Nischen zu haben scheinen“, sagt van Opzeeland. Im Oktober und November seien die Krabbenfresser zu hören, gefolgt von den Seeleoparden im Dezember und den Rossrobben im Januar: „Da gibt es kaum akustische Überlappungen.“ Andere Arten stellen die Wissenschaftler vor Herausforderungen: „Ein großes Fragezeichen in unserer Datenbank sind im Moment noch die Fische“, sagt van Opzeeland. Es gebe ein paar Geräusche auf den Aufnahmen, die möglicherweise von Fischen stammen. Bislang ließen sich die Klänge allerdings noch nicht eindeutig zuordnen.

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Von wegen stiller Ozean: Die Unterwasserwelt ist von Natur aus ein klangvoller Ort. Meerestiere nutzen akustische Signale etwa, um mit Artgenossen zu kommunizieren oder Beute aufzuspüren.
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Durch vom Menschen verursachte Geräusche ist aus dem Klangkonzert der Natur eine Kakophonie geworden. Viele Ozeanbewohner erleiden Hörschäden oder flüchten aus der Nähe der Lärmquelle.
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Wird nichts unternommen, dürfte der Stress für Meerestiere zunehmen, zumal auch neue Lärmquellen wie der Tiefseebergbau hinzukommen. Zudem verändert auch der Klimawandel den marinen Sound.
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Soll der Mensch den Ozean zukünftig nutzen, ohne die natürliche Klangkulisse zu übertönen, bedarf es nicht zuletzt neuer Technologien.
Von wegen stiller Ozean: Die Unterwasserwelt ist von Natur aus ein klangvoller Ort. Meerestiere nutzen akustische Signale etwa, um mit Artgenossen zu kommunizieren oder Beute aufzuspüren.
Von wegen stiller Ozean: Die Unterwasserwelt ist von Natur aus ein klangvoller Ort. Meerestiere nutzen akustische Signale etwa, um mit Artgenossen zu kommunizieren oder Beute aufzuspüren.
Durch vom Menschen verursachte Geräusche ist aus dem Klangkonzert der Natur eine Kakophonie geworden. Viele Ozeanbewohner erleiden Hörschäden oder flüchten aus der Nähe der Lärmquelle.
Durch vom Menschen verursachte Geräusche ist aus dem Klangkonzert der Natur eine Kakophonie geworden. Viele Ozeanbewohner erleiden Hörschäden oder flüchten aus der Nähe der Lärmquelle.
Wird nichts unternommen, dürfte der Stress für Meerestiere zunehmen, zumal auch neue Lärmquellen wie der Tiefseebergbau hinzukommen. Zudem verändert auch der Klimawandel den marinen Sound.
Wird nichts unternommen, dürfte der Stress für Meerestiere zunehmen, zumal auch neue Lärmquellen wie der Tiefseebergbau hinzukommen. Zudem verändert auch der Klimawandel den marinen Sound.
Soll der Mensch den Ozean zukünftig nutzen, ohne die natürliche Klangkulisse zu übertönen, bedarf es nicht zuletzt neuer Technologien.
Soll der Mensch den Ozean zukünftig nutzen, ohne die natürliche Klangkulisse zu übertönen, bedarf es nicht zuletzt neuer Technologien.

Die Mitschnitte aus der Antarktis sind ein Glücksfall, weil sie einen Eindruck davon vermitteln, wie die Klanglandschaft der Ozeane natürlicherweise aufgebaut ist. „Viele Menschen gehen davon aus, dass die Welt unter Wasser normalerweise still ist“, sagt Carlos Duarte. „Doch das ist ein großes Missverständnis. Der Ozean ist erfüllt von Klängen: Man hört den Wind, der über das Wasser streicht, und die Wellen. Regentropfen, die auf die Meeresoberfläche fallen, kann man bis in die Tiefsee hören. Man hört die Laute der Tiere, von den hohen Rufen der Delphine bis zu den trommelartigen Geräuschen mancher Fische. In der Morgen- und Abenddämmerung wird der Chor der Tierstimmen lauter, vor allem bei Vollmond.“

Durch die Aktivitäten des Menschen hat sich diese natürliche Klangkulisse jedoch drastisch verändert: Heute sind zum Beispiel weniger Meeressäuger wie Wale und Robben zu hören als zu Zeiten, bevor Jagd auf sie gemacht wurde. Auch durch den Rückgang von Tangwäldern, Seegraswiesen und Korallenriffen verändern sich marine Klanglandschaften. Und selbst dem Klimawandel kann man inzwischen zuhören: In den Tropen etwa kommt es häufiger zu Wirbelstürmen, während in den Polarregionen das Meereis zurückgeht, so dass sich Arten aus wärmeren Gefilden in die arktischen und antarktischen Ökosysteme vorwagen, dort in das Klangkonzert einstimmen und angestammte Bewohner möglicherweise verdrängen oder übertönen.

Das größte Problem aber bleibt die zusätzliche Beschallung. Wie sehr diese beispielsweise Walen zu schaffen macht, wurde vor zwanzig Jahren deutlich: An der Atlantikküste waren in den Tagen nach dem 11. September 2001 kaum noch Schiffe unterwegs. Auch in der Bay of Fundy, einer schmalen Bucht zwischen den kanadischen Provinzen Nova Scotia und New Brunswick, wurde es still. Zu den wenigen Menschen, die sich noch auf dem Wasser befanden, zählten zwei Forscherteams, die gerade Atlantische Nordkaper beobachteten. Diese Wale verenden immer wieder in Fischernetzen oder bei Kollisionen mit Schiffen und sind heute vom Aussterben bedroht. Seit 1980 werden die Nordkaper in der Bay of Fundy deshalb jährlich gezählt. 2001 machten die Forscher gerade Tonaufnahmen von Müttern mit ihren Kälbern und sammelten Kotproben, als der Schiffslärm vom einen auf den anderen Tag verstummte. Insgesamt verringerte sich die Schallbelastung um sechs Dezibel. Die Wissenschaftler nutzten die Gelegenheit und verglichen daraufhin die vor und während der Lärmpause gesammelten Kotproben. In den Proben der ruhigen Phase ließen sich deutlich weniger Stoffwechselprodukte von Stresshormonen nachweisen, berichteten sie 2012 in den Proceedings of the Royal Society B. Der Lärm setzte die Wale demnach erheblichem Stress aus.

Diese Untersuchung gilt als Meilenstein für die Erforschung der Auswirkungen von Unterwasserlärm. Seither sind mehr und mehr Studien hinzugekommen, die darauf hindeuten, dass längst nicht nur Wale unter dem Lärm leiden: Carlos Duarte und seine Ko-Autoren fanden über fünfhundert Studien, welche die Auswirkungen der menschlichen Schallquellen auf das Meeresleben zum Gegenstand haben. Die untersuchten Beispiele reichen von Walen über Robben, Fische und Reptilien bis hin zu Wirbellosen. „Die Studien, die wir miteinbezogen haben, sind sehr umfangreich in der Anzahl, aber auch sehr verschieden im Ansatz“, sagt Ilse van Opzeeland. Für einige Wirbellose und Fische seien experimentelle Untersuchungen in Aquarien durchgeführt worden, bei denen die Tiere unterschiedlichen Geräuschquellen ausgesetzt worden seien. Veränderungen im Verhalten oder auch im Hormonspiegel hätten dann Rückschlüsse darauf erlaubt, wie die Geräusche die Tiere beeinflussen. „Bei Großwalen ist es natürlich sehr schwierig, experimentelle Daten zu erheben“, sagt van Opzeeland. „Da handelt es sich bei den Studien oft um Freilandbeobachtungen.“


Nicht nur Tiere und menschliche Technik erzeugen Unterwassergeräusche, sondern auch Kräfte der Atmosphäre und der Erdkruste. Und nicht alle Schallquellen sind gleich dominant. Manche sind nur kurz und lokal zu hören, andere für längere Zeit oder noch über größere Entfernungen. Gar kein Entkommen gibt es vor dem Schiffslärm: Ihre Motoren brummen ständig und sind praktisch in jedem Winkel der Weltmeere zu hören.
Nicht nur Tiere und menschliche Technik erzeugen Unterwassergeräusche, sondern auch Kräfte der Atmosphäre und der Erdkruste. Und nicht alle Schallquellen sind gleich dominant. Manche sind nur kurz und lokal zu hören, andere für längere Zeit oder noch über größere Entfernungen. Gar kein Entkommen gibt es vor dem Schiffslärm: Ihre Motoren brummen ständig und sind praktisch in jedem Winkel der Weltmeere zu hören.


Die gesammelten Forschungsergebnisse zeichnen ein trauriges Bild: Wale und Delphine stranden, wenn sie den lauten Geräuschen von Militärsonaren oder Schallkanonen ausgesetzt werden. Zooplankton kann durch die von Druckluftkanonen freigesetzten Luftpulse, die für seismische Erkundungen genutzt werden, sogar absterben, wie eine 2017 in Nature Ecology & Evolution veröffentlichte Arbeit zeigte. Bei Fischen kommt es in der Nähe solcher Knalle zu Hörverlusten oder Verhaltensänderungen. Belugas, Narwale und Schweinswale werden von Schiffslärm vertrieben, Buckelwale bei der Nahrungsaufnahme gestört. Und bei Schwertwalen, den Orcas, wurde der sogenannte Lombard-Effekt beobachtet: Sie verhalten sich wie Menschen auf einer lauten Party und versuchen, mit dem Lärm fertig zu werden, indem sie selbst lauter rufen.

„Die Ergebnisse, die bei den Studien am häufigsten gefunden wurden, sind Defizite im Hörvermögen“, sagt Ilse van Opzeeland. „Dabei kann es sich um temporäre oder auch permanente Hörschäden handeln.“ Auch werde häufig beobachtet, dass die Tiere aus der Umgebung der Geräuschquelle vertrieben werden. „Und es gibt auch physiologische Effekte: Als Folge des Stresses verändern sich zum Beispiel bestimmte Hormonlevel.“ Unter Wasser spielt das Hören eine wichtigere Rolle als das Sehen. Durch Unterwasserlärm können Tieren deshalb wichtige Informationen entgehen. „Eine starke menschgemachte Geräuschkulisse kann einen großen Teil der natürlichen Signale überdecken“, sagt Elke Burkhardt vom AWI. Dadurch könne die Kommunikation zwischen Artgenossen beeinträchtigt werden, ebenso wie das Auffinden von Beute oder das Hören von Fressfeinden.

Während bei manchen Arten bekannt ist, in welchen Frequenzbereichen sie gut hören und deshalb am ehesten von zusätzlichen Geräuschquellen gestört werden, liegen für andere Tiergruppen kaum Daten vor. Zu marinen Reptilien wie Meeresschildkröten gibt es beispielsweise erst wenige Untersuchungen, und auch die Belastung von Seevögeln durch Unterwasserlärm ist kaum erforscht. Ein im März abgeschlossenes Projekt, das vom Deutschen Meeresmuseum in Stralsund koordiniert wurde, untersuchte erstmals die Hörfähigkeiten von Pinguinen. Dazu wurden in Stralsund, an der Universität Süddänemark in Odense sowie der Universität Rostock Hörexperimente an Pinguinen verschiedener Arten durchgeführt, um herauszufinden, wie gut die Tiere über und unter Wasser hören können. „Im Ozeaneum in Stralsund haben wir 2018 damit begonnen, vier junge Humboldt-Pinguine zu trainieren“, erzählt der Projektkoordinator Michaël Beaulieu. Den Tieren wurden dafür Töne verschiedener Frequenzen und Intensitäten vorgespielt. „Wenn die Pinguine einen Ton hören, sollen sie mit ihrem Schnabel ein Kreuz berühren“, sagt Beaulieu. Bis die Hörtests erste Ergebnisse zeitigten, dauerte es eine Weile: „Zu Beginn des Projekts wussten wir nicht, ob es überhaupt möglich ist, Pinguine zu trainieren. Denn das wurde vorher noch nie gemacht.“ Nach zwei Jahren mit zwei bis drei Trainings pro Tag hatten die Pinguine den Dreh raus.

Der Frequenzbereich der Geräusche, welche die diversen menschlichen Aktivitäten auf und in den Ozeanen erzeugen, überlappt sich in weiten Teilen mit dem der Schallwellen, die Meerestiere hören oder erzeugen können. Dabei machen sich auch tieffliegende Flugzeuge oder Windkraftanlagen unter der Wasseroberfläche akustisch bemerkbar. Die gestrichelten Balken deuten an, dass Sonare mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden können.
Der Frequenzbereich der Geräusche, welche die diversen menschlichen Aktivitäten auf und in den Ozeanen erzeugen, überlappt sich in weiten Teilen mit dem der Schallwellen, die Meerestiere hören oder erzeugen können. Dabei machen sich auch tieffliegende Flugzeuge oder Windkraftanlagen unter der Wasseroberfläche akustisch bemerkbar. Die gestrichelten Balken deuten an, dass Sonare mit verschiedenen Frequenzen betrieben werden können.


Bis sich abschließend sagen lässt, wie gut Pinguine hören können, wird es noch eine Weile dauern. Noch sind nicht alle Daten ausgewertet, außerdem fehlen ausführliche Tests unter Wasser. „An der Universität Süddänemark konnten zumindest erste Unterwasser-Reaktionen ermittelt werden“, sagt Jana Hoffmann, die für die Projektleitung am Museum für Naturkunde in Berlin zuständig ist. „Dadurch wissen wir, dass Pinguine auf jeden Fall unter Wasser hören können.“ Deshalb sei anzunehmen, dass sie ähnlich von Unterwasserlärm betroffen sind wie andere Arten, die teilweise oder dauerhaft im Meer leben. „In Gebieten, wo Pinguine in der Nähe des Menschen leben, etwa in Südafrika oder Australien, ist das Konfliktpotential schon ziemlich hoch“, sagt Michaël Beaulieu. Aber auch in der Antarktis müsse man in Zukunft auf anthropogene Lärmbelastung der Pinguine achten, da der Schiffsverkehr für Touristen und damit verbundene Störungen jedes Jahr zunehmen würden. 

„Was wir jetzt brauchen, sind internationale Zusammenarbeit und verbindliche Ziele für die Zukunft“, sagt Ilse van Opzeeland. Bislang werde das Thema Unterwasserlärm in internationalen Vereinbarungen weitgehend ignoriert. Eine Ausnahme sei die Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie der Europäischen Union, die dazu auffordert, Lärmverschmutzung zu vermeiden. „Die Ziele, die bis 2020 definiert wurden, sind aber dennoch bei weitem nicht erreicht worden“, sagt van Opzeeland. Bisher gebe es auch keine Pläne, wie etwa das Monitoring verbessert werden könne.

Ebenso wichtig wie politische Richtlinien ist die Entwicklung neuer Technologien, damit sich von vorneherein weniger Menschengeräusche im Meer ausbreiten. „Kürzere Ereignisse wie den Aufbau von Windparks kann man mittlerweile gut überwachen“, sagt Elke Burkhardt. Bei solchen Projekten kommen zum Beispiel Technologien wie der sogenannte Große Blasenschleier zum Einsatz. Dabei werden rund um die Lärmquelle Schläuche am Meeresboden ausgebracht, die aus Druckluftdüsen Luftblasen aufsteigen lassen. Schallwellen werden an diesem Blasenschleier gebrochen, was die Lautstärke verringern kann. Außerdem könne man den Zeitraum eines Bauprojekts je nach Region anpassen, sagt Burkhardt: „Man kann zum Beispiel vermeiden, solche Maßnahmen dann durchzuführen, wenn besonders viele Tiere in dem Gebiet vorkommen, weil sie gerade dort fressen oder ihre Jungtiere zur Welt bringen.“

Bei Schiffsverkehr sei es schwieriger, den Lärm zu reduzieren, meint Burkhardt. Zukünftig könnten Schiffe mit Elektromotoren betrieben werden, und schon heute gibt es Modellprojekte, bei denen leisere Propeller zum Einsatz kommen. Doch vielen Reedereien fehlt der Anreiz, ihre Flotten zu modernisieren. Manchmal könnten aber auch schon einfache Maßnahmen helfen, wie eine Initiative an der Westküste Kanadas zeige. „In Vancouver wurde schon vor einigen Jahren ein tolles Projekt angestoßen“, erzählt Burkhardt. In der Salish Sea vor der Stadt lebt eine Vielzahl von Meeressäugern. In den Sommermonaten zieht es unter anderem eine gefährdete Schwertwal-Population in das Gebiet. Orcas orten ihre Beute mit Schallsignalen, weshalb sie besonders empfindlich auf Störgeräusche reagieren. Seit sieben Jahren werden die vor Ort tätigen Schiffsbetreiber deshalb darum gebeten, während der Orca-Saison langsamer zu fahren. „Es ist beeindruckend, wie viele Reedereien dabei mitmachen“, sagt Burkhardt. So beteiligten sich im Jahr 2019 stolze 82 Prozent der durch das Meeresgebiet fahrenden Schiffe.

„Die Ozeane sind nur dann gesund, wenn sie auch eine gesunde Klangkulisse haben“, sagt Carlos Duarte. Dem ursprünglichen Sound der Weltmeere wieder mehr Raum zu geben sei nicht einfach, aber lohnenswert. Und Erfolge seien hier sofort sichtbar, wie das aktuelle Beispiel der Corona-Pandemie zeigt: Wo es gelinge, den Eintrag von Plastik oder anderen Schadstoffen in die Umwelt zu unterbinden, dauere es viele Jahre, bis die letzten Spuren davon verschwunden seien. Der Lärm aber verschwinde genau in dem Moment, in dem wir aufhören, ihn zu machen.


Quellen für Landschafts-Illustrationen und Infografiken: Duarte et al. Science 371 (2021)
Landschafts-Illustration: Xavier Pita / KAUST,
F.A.Z.-Grafik: Piron


UMWELTSCHUTZ Land der Indigenen
SCHNELLER SCHLAU Der Krieg der Meere

Quelle: F.A.S.

Veröffentlicht: 17.04.2021 11:52 Uhr