Nur ein paar Hundert Meter vor der Küste Helgolands tanzen acht unscheinbare Bojen auf den Wellen der Nordsee. Mehr ist nicht zu sehen. Um Deutschlands erstes Unterwasser-Experimentierfeld in Augenschein zu nehmen, muss man sich in einen Neoprenanzug zwängen, Maske und Sauerstoffflasche anlegen und zehn Meter tief zum Meeresgrund abtauchen. Dort hat das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) 36 tonnenschwere Beton-Tetraeder versenken lassen. Dazwischen wird bis zum Herbst ein Netz von Strom- und Datenkabeln verlegt. Wasserdichte Steckdosen ermöglichen den Anschluss von wissenschaftlichem Gerät, das seine Messwerte rund um die Uhr an Land schickt.

"Was für ein Unterschied zu dem Aufwand, den wir bisher betreiben müssen!", sagt der Doktorand Matthias Wehkamp. Er erforscht die Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen und Tiere am Meeresgrund. Bisher kann er die Gegenstände seiner Wissbegierde nur im Taucheranzug erreichen. Im Winter ist das kein Spaß.

Und einen enormen logistischen Aufwand stellt jeder einzelne Tauchgang dar, egal, zu welcher Jahreszeit. Mindestens drei Mitarbeiter des AWI-Zentrums für Wissenschaftliches Tauchen müssen gemeinsam im Schlauchboot hinausfahren: Nur einer von ihnen geht runter, der Zweite bedient die Signalleine, der Dritte hält sich in voller Montur für einen Rettungseinsatz bereit. So schreibt es die Berufsgenossenschaft vor. Dazu kommt das tägliche Verfrachten allen Materials vom Lager aufs Boot und wieder zurück. "Gestern war ich einen ganzen Tag im Einsatz", sagt Wehkamp, "aber an meinem Projekt konnte ich gerade mal 20 Minuten arbeiten."

Warum wissen wir so wenig über die Welt unter Wasser? Eine Antwort darauf lautet: weil die Erforschung des Meeres so aufwendig ist. Eine zweite: weil sie bei allem Aufwand in der Regel nur Momentaufnahmen liefert. Katastrophen wie die Ölpest im Golf von Mexiko führen auch einer breiten Öffentlichkeit vor Augen, wie fremd uns die marinen Ökosysteme immer noch sind. In der Meeresforschung gab dieser Missstand den Anstoß für eine ganz neue Strategie.

Nicht nur vor Helgoland, weltweit sind in den letzten Jahren zahlreiche Unterwasser-Forschungsfelder geplant oder schon aufgebaut worden. Das größte heißt Neptune Canada und besteht aus einem 800 Kilometer langen Strom- und Datennetz, das die kanadische Regierung in bis zu 2800 Meter Meerestiefe vor Vancouver Island verlegt hat. 200 Anschlüsse stehen Forschern aus aller Welt zur Verfügung. Mit einer davon ist Wally verbunden, ein 270 Kilo schweres Raupenfahrzeug mit Internetanschluss. Es wirkt wie ein wasserdichter Marsrover.

Laurenz Thomsen steuert es mit der Computermaus. Von Bremen aus. Ganz entspannt sitzt der Meeresforscher von der Bremer Jacobs University an seinem Schreibtisch. Ein Klick mit der Maus, sagt er, "und in 8500 Kilometer Entfernung geht 900 Meter unter der Wasseroberfläche das Licht an". Tatsächlich erscheint eine Sekunde später das Bild der Videokamera auf dem Bildschirm. Zu sehen ist der eintönig-graue Meeresboden mit einer Raupenspur, die Wally auf seiner letzten Tour hinterlassen hat. Klick, klick, der Kettenantrieb setzt sich in Bewegung, und die Kamera schwenkt nach links. Sie nimmt eine Seespinne ins Visier, dann schwimmt ein Dorsch vorbei, angelockt durch das plötzliche Licht in der ewigen Finsternis der Tiefsee.

70 Prozent der Erdoberfläche sind von Ozeanen bedeckt, der größte Teil des Meeresbodens wird nie von einem Sonnenstrahl getroffen – 300 Millionen Quadratkilometer liegen wortwörtlich im Dunklen. Das ist zwei Mal so viel wie die gesamte Landfläche des Planeten.

Kaum mehr als die Fläche einiger Sportplätze haben Forscher davon bisher im Detail unter die Lupe nehmen können. Entsprechend schwanken Schätzungen – etwa zur Menge oder Masse der Lebewesen im Meer und im Meeresboden – um den Faktor zehn oder gar mehr. Die Wissenslücken sind enorm, aber enorm ist eben auch der Aufwand, sie zu schließen.

Eher zufällig wurden bislang Entdeckungen gemacht

So fotografieren Satelliten aus dem All zwar Objekte von der Größe eines Autonummernschilds, solange diese an Land sind. Unter die Meeresoberfläche können sie aber praktisch nicht schauen. Echolote horchen zwar in große Tiefen, aber selbst die besten liefern nur ein grobes Raster des Meeresbodens. So grob, dass darauf weder der 20 Meter hohe Schlot eines Schwarzen Rauchers noch ein kleiner Schlammvulkan oder eine heiße Quelle zu sehen wären – von einzelnen Lebewesen ganz zu schweigen. Das Gleiche gilt für Methanhydrate, Manganknollen und andere noch unangetastete Rohstoffe der Tiefsee.

Eher zufällig wurden bislang Entdeckungen gemacht, je nachdem, wo sich die Forscher mit ihren Tauchbooten (oder von Schiffen herabgelassenen Tauchrobotern) gerade herumtrieben. "Wir sind in der gleichen Situation wie ein blinder Ornithologe, der durch den Regenwald läuft und so versucht, die Ökologie der tropischen Vogelwelt zu verstehen", sagt Philipp Fischer, der auf Helgoland das Zentrum für Wissenschaftliches Tauchen leitet.

Egal, ob in der ewigen Finsternis oder in Sichtweite des Strandes – eine systematische Erforschung größerer Flächen über längere Zeiträume hat gerade erst begonnen. Die globale Zusammenarbeit in Forschungsnetzwerken ist dafür vonnöten. MarGate, so der Name des kleinen Unterwasserexperimentierfelds vor Helgoland, ist Teil von Cosyna (Coastal Observing System for Northern and Arctic Seas) , zu dem sich die meisten deutschen Meeresforschungsinstitute zusammengeschlossen haben. Alle europäischen Projekte koordiniert wiederum Emso (European Multidisciplinary Seafloor Observatory) . Über fünf Milliarden einzelne Messwerte, Bilder, seismische Profile und Modellrechnungen wurden bereits im Informationssystem Pangaea gespeichert, welches das AWI mit dem Bremer Zentrum für Marine Umweltwissenschaften Marum aufgebaut hat – "die weltgrößte Sammlung wissenschaftlich gesicherter Meeresdaten", sagt Pangaea-Chef Michael Diepenbroek.

Trotz allem, selbst zur vergleichsweise flachen und gut erforschten Nordsee bleiben noch sehr viele Fragen offen. Vor allem fehlen ständige Beobachtungen. Zumindest vor Helgoland wird MarGate das ändern: Sobald Sensoren und Experimente mit einer Steckdose des Unterwassernetzwerks verbunden sind, ist der Meeresboden online. Wissenschaftler können dann bequem vom Schreibtisch aus in Echtzeit Messwerte ablesen. Erstmals können dann auch Ereignisse näher unter die Lupe genommen werden, die nur selten auftreten – und bislang übersehen wurden.

"Bisher haben wir es oft gar nicht mitbekommen, wenn zum Beispiel die Ablagerung von Sedimenten sprunghaft ansteigt, weil gerade eine Algenblüte aufgetreten oder bestimmte Tiefenwässer vorbeigeströmt sind", sagt Fischer. In den Durchschnittswerten, die aus einzelnen Probenahmen errechnen werden, geht so etwas unter. Künftig können Wissenschaftstaucher gezielt ins Wasser steigen, wenn die permanent einfließenden Daten Besonderheiten zeigen. "So werden wir vom Sammler zum Jäger", sagt Fischer.

Der tauchende Doktorand Matthias Wehkamp freut sich noch aus einem ganz anderen Grund auf MarGate. Er möchte mit dem Strom aus der Unterwassersteckdose einen Kubikmeter seines Forschungsfelds um ein Grad erwärmen. Geschickt verknüpfte Sensoren sollen die Elektroheizung so steuern, dass der Temperaturunterschied über einige Monate konstant gehalten wird – ein kleiner simulierter Klimawandel. "Dann können wir die Auswirkungen der globalen Erwärmung schon beobachten, bevor sie eintritt."

Auch Laurenz Thomsen sieht einen weiteren Nutzen der unter Wasser installierten Forschungsinfrastruktur. Normalerweise helfen stationäre Beobachtungsposten nicht nur bei der Erforschung der exotischen Umwelt der Tiefsee, sondern verändern sie auch. Auf der harten Oberfläche der Geräte siedeln sich Organismen an, die es auf weichem Sedimentuntergrund normalerweise nicht gibt. Wissenschaftler sprechen von einem künstlichen Riff. Und wenn das auch noch von einem Scheinwerfer beleuchtet wird, zieht es ganze Heerscharen neugieriger Tiefseebewohner – und damit auch ihre natürlichen Feinde – magisch an.

Dem Tiefseekrabbler Wally kann so etwas nicht passieren. Lange bevor er zum Riff würde, ist er längst weitergerollt. "Das Licht schalten wir immer schon nach wenigen Minuten wieder ab", sagt Laurenz Thomsen. Klick, sofort wird es pechschwarz am Meeresgrund vor Kanada.