Luigi Ferdinando Marsigli, Vater der Ozeanographie, und das bekannte Experiment von MareMundi

Seit Jahren gehört es zu den Höhepunkten des MareMundi-Programms bei meeresbiologischen Schulprojektwochen, Mittelmeer-Seminaren oder Lehrerfortbildungen: das zwischenzeitlich beinahe legendär gewordene Experiment mit zwei verbundenen Aquarien. MareMundi-Gründer Robert Hofrichter ließ sich bei der Entwicklung des Experiments vom Vater der Ozeanographie inspirieren, Luigi Ferdinando Marsigli. Wikipedia schreibt über ihn: In Konstantinopel wies er 1679 durch Messungen nach, dass salzarmes Wasser an der Oberfläche aus dem Schwarzen Meer durch den Bosporus ins Mittelmeer strömt und salzigeres Wasser in der Tiefe in umgekehrter Richtung. Diese Ergebnisse veröffentlichte er 1681 in Rom … Von 1706 bis 1708 war er in der südfranzösischen Küstenregion und unternahm meereskundliche Studien von einem Schiff aus. Dabei entdeckte er Küstenstrukturen (Schelf) unter Wasser und Meeres-Canyons. 1725 erschien sein Buch über Meereskunde. 

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MareMundi-Meeresbiologin Martina Stockinger führt in Plakias (Kreta) das Experiment vor, das auf Erkenntnissen von Luigi Ferdinando Marsigli basiert. Auf Kreta setzt sich MareMundi seit 2015 in einem Kooperationsprojekt mit der Tauchbasis dive2gether und Dr. Andreas Traxler (Biologische Forschungsstation ZORA in Lentas, Kreta) für den Meeresschutz und für Umweltaufklärung ein. Dem interessierten Publikum werden spannende meeresbiologische Programme angeboten. 

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Ozeanographie: Was für eine Wissenschaft hat Marsigli eigentlich begründet?

Die Ozeanographie ist eine relativ junge Wissenschaft, die erst seit etwas mehr als 100 Jahren existiert. Sie strebt eine klare, systematische Beschreibung der physikalischen und chemischen Vorgänge im Ozean und der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre an. Konkret beschäftigt sie sich vor allem mit

  • a) der Beschreibung von Temperatur, Salzgehalt und Dichte im Ozean und der Prozesse, die deren Verteilung bestimmen;
  • b) der Bewegung von Wasser im Ozean – hervorgerufen durch Wellen, Gezeiten und Strömungen – und der Ermittlung der für sie verantwortlichen Ursachen;
  • c) dem Transfer von Energie zwischen Ozean und Atmosphäre und
  • d) speziellen Eigenschaften des Meerwassers wie beispielsweise der Ausbreitung von Lichtenergie und Schall.

 

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Luigi Ferdinando Marsigli, Vater der Ozeanographie, (* 10. Juli 1658 in Bologna; † 1. November 1730 ebenda) war italienischer Soldat im Dienst der Habsburger, vor allem aber tüchtiger Naturforscher. Foto: Wikipedia.

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Am Bosporus hat Luigi Ferdinando Marsigli entscheidende Erkenntnisse über den Wasseraustausch zwischen zwei Becken mit unterschiedlichen Salzgehalten gewonnen. Wir profitieren heute davon und zeigen die Ergebnisse seiner Forschung in unserem Experiment. Foto: Wikipedia.

 

Das MareMundi-Experiment erklärt (fast) alles …

Die negative Wasserbilanz des Mittelmeeres (fast 1,0 m/Jahr) infolge hoher Nettoverdunstung wird  durch Zustrom aus dem Atlantik durch die Straße von Gibraltar (Schwellentiefe 286 m) ausgeglichen. Der Verdunstungsüberschuss des Mittelmeeres erhöht den Salzgehalt und damit die Dichte des Wassers. Das Mittelmeer gehört dadurch zu den Meeresgebieten mit besonders hoher Dichte. Sie beträgt für das Tiefenwasser etwa 1029,15 kg/m3, verglichen mit Tiefenwasserdichten im Nordatlantik um 1027,8 kg/m3. Die Salzgehalte im oberflächennahen Wasser nehmen mit Abstand von der Straße von Gibraltar generell zu, wobei die Dichte so weit ansteigt, dass das Wasser schließlich absinkt, wodurch weiteres oberflächennahes Wasser von Westen her nachströmt. Dichtes Wasser aus mittleren Tiefen (Zwischenwasser) strömt in entgegengesetzter Richtung, und ein Teil fließt schließlich in einer unteren Wasserschicht durch die Straße von Gibraltar wieder in den Atlantik aus, wo es aufgrund seiner hohen Dichte auf 1000–1500 m Tiefe absinkt.
Der Brutto-Austauschstrom mit dem Atlantik (ca. 106 m3/s = 1 Sverdrup, Sv) ist etwa zehnmal höher, als es dem aktuellen Wasserdefizit des Mittelmeeres entsprechen würde. Die negative Wasserbilanz erzwingt somit einen aktiven Vertikalaustausch; ein solches Meeresgebiet wird als Konzentrationsbecken bezeichnet. In geringem Umfang erhält das Mittelmeer oberflächlichen Zustrom aus dem Schwarzen Meer, das eine positive Wasserbilanz aufweist und dementsprechend ein Verdünnungsbecken mit geringem Vertikalaustausch ist. Im Bosporus und in den Dardanellen (mittlere Tiefen 35 bzw. 55 m), die hier die Verbindung bilden, wird wiederum ein tiefer Rückstrom in das Schwarze Meer von dichtem Wasser mit hohem Salzgehalt gefunden. Wegen der resultierenden starken Schichtung und einer speziellen Chemie hat das Schwarze Meer eine stagnierende Tiefenwasserschicht ausgebildet, die unterhalb von 130 m anoxisch ist und von der Verteilung von Schwefelwasserstoff geprägt wird. Während der Eiszeiten war der Meeresspiegel so weit erniedrigt, dass der Wasseraustausch mit dem Atlantik stark reduziert war. Das Schwarze Meer stellte demgegenüber einen großen Binnensee dar, mit Abfluss in das damals tiefer liegende Mittelmeer.

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Der Bosporus und das Schwarze Meer im Norden. Foto: Wikipedia.

 

Bericht: Dr. Robert Hofrichter, mare-mundi.eu.

Geben Sie Ihren Schülern und Kindern die Chance das Meer und die Natur näher kennen zu lernen – unter kompetenter Führung des MareMundi-Teams!

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