Marum-Forscher entdecken Überraschendes im Meeresboden der Nordsee

Der Ur-Ems auf der Spur

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Wo heute die Nordsee und die Insel Juist sind, könnte die Ems einst ins Elbe-Urstromtal geflossen sein. Grafik: Hepp/Marum

Bremen - Von Viviane Reineking. Mehr als 40 Kilometer liegt das als Hochseeinsel bezeichnete Helgoland vom Festland entfernt. Das war nicht immer so: Vor etwa 10000 Jahren, am Ende der letzten Kaltzeit, verband das „Doggerland“ Großbritannien mit Kontinentaleuropa. Bei der Erforschung des Meeresbodens entdeckten Bremer Forscher Überraschendes: Sie konnten den Verlauf der Ur-Ems rekonstruieren.

Am Ende der letzten Eiszeit tauten die Gletscher. Das Schmelzwasser ließ den Meeresspiegel steigen, das Wasser die einst idyllische Graslandschaft, kleine Wälder, Flüsse und Seen verschwinden. Funde am Nordseegrund zeugen von einer lebendigen Geschichte des einstigen Doggerlandes, einer Landmasse, die Großbritannien mit den heutigen Niederlanden, Deutschland und Dänemark verband – Lebensraum der damaligen Jäger und Sammler.

Mit einem sogenannten Vibrocorer erkunden Wissenschaftler auf dem Forschungsschiff „Heincke“ den Grund der Nordsee. Das Gerät erbohrt einen Sedimentkern, der Kenntnis über die Beschaffenheit der obersten sechs Meter des Meeresuntergrundes liefert.

Inmitten des einstigen Doggerlandes befindet sich das größte bekannte eiszeitliche Flusstal vor der norddeutschen Küste: das Elbe-Urstromtal. Wissenschaftler haben am Meeresboden westlich und östlich davon großes Interesse – aber auch die Wirtschaft: In bis zu 40 Metern Wassertiefe wollen Firmen neue Windparks errichten. Hier kommen auch Bremer Forscher ins Spiel: Am Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (Marum) der Uni Bremen leitet Prof. Tobias Mörz die Arbeitsgruppe „Marine Ingenieurgeologie“. Hier werden geotechnische Eigenschaften und geologische Aspekte von Meeresböden in küstennahen Gebieten erforscht. „Wir beschäftigen wir uns beispielsweise mit den Sedimentationsablagerungen und Ablagerungsräumen. Diese ändern sich, weil der Meeresspiegel seit der letzten Eiszeit beständig steigt und dadurch die Nordsee immer weiter vordringt“, so Mörz.

Neben dieser Grundlagenforschung arbeitet das Team um Mörz und seinen Kollegen Dr. Daniel Hepp über die Ausgründung einer eigenen Firma mit dem Schwerpunkt auf Offshore-Dienstleistungen auch eng mit der Wirtschaft zusammen. Sie interessiert zum Beispiel, wie der Meeresboden beschaffen ist und ob er als Baugrund für Windkraftanlagen, die 1000 Tonnen schwer sind, taugt.

Die Wissenschaftler werten aber nicht nur Daten der Bodenerkundung und von Bohrungen aus, sondern profitieren auch selbst davon: „Bevor gebaut wird, erheben die Unternehmen Daten in einer Menge und Dichte, die wir in der Wissenschaft aus Zeit- und Kostengründen niemals sammeln könnten“, so Mörz.

Dr. Daniel Hepp hat mit seinen Kollegen die großen Datenmengen ausgewertet, die in den Jahren von 2009 bis 2011 bei Erkundungen des angepeilten Baugebietes westlich des früheren Elbe-Urstromtals angefallen sind. Bei dem systematischen Abfahren werden mit Hilfe einer Schallquelle akustische Wellen in den Meeresboden abgestrahlt. „Die Wellen werden an Grenzflächen reflektiert und an der Wasseroberfläche wieder aufgezeichnet. Dadurch erhält man ein Abbild der Untergrundstrukturen. Die hochfrequente Flachwasserseismik funktioniert im Prinzip ähnlich der in der Medizin eingesetzten Ultraschalltechnik“, so Hepp.

Bei der Auswertung der Daten entdeckten sie die verborgenen Strukturen eines verschlungenen, bislang unbekannten Flussbettes. Sie rekonstruierten ein zwischen 500 und 1000 Meter breites Flusstal, das sich 70 Kilometer nordöstlich der heutigen Außenems-Mündung ins Elbe-Urstromtal schlängelt. Die These der Wissenschaftler: Es könnte sich um das Tal der früheren Ems handeln, die damals wie Elbe, Weser und Eider im Elbe-Urstromtal zusammenfloss.

Die Daten der Windkraftunternehmen aber enden mehr als 20 Kilometer vor dem heutigen Festland. Gemeinsam mit dem Deutschen Schiffahrtsmuseum, das archäologische Untersuchungen des Doggerlandes durchführt, hat das Marum daher auf einer weiteren Forschungsfahrt 2013 den Bereich bis etwa zehn Kilometer vor die Insel Juist untersucht. Die Daten bestätigten die These: „Wir hatten die Ur-Ems gefunden“, so Hepp. Und die führte nach Angaben der Forscher genau durch die Mitte von Juist, das damals noch gar nicht existierte. Um die fehlenden zehn Kilometer vor der ostfriesischen Insel zu erkunden, wollen sie auf weiteren Forschungsfahrten ihrer Entdeckung weiter auf den Grund gehen.

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