Wie tief ist das Meer? Ein Abstieg bis in den Marianengraben

Was sich auf dem Weg nach unten ändert

Wer schon einmal bis zum Grund eines tiefen Schwimmbeckens getaucht ist, kennt zwei Dinge, die schnell passieren: Die Ohren beginnen zu schmerzen, und alles wird ein wenig blau. Geht es im offenen Meer weiter hinab, verstärken sich beide Effekte, bis irgendwo unterhalb von 1000 m kein Sonnenlicht mehr übrig ist und das Wasser mit dem Gewicht von hundert Atmosphären auf Ihnen lastet.

Diese Ausstellung ist eine Wassersäule von der Oberfläche des westlichen Pazifiks bis zum Boden des Challengertiefs im Marianengraben, nach der Angabe der NOAA etwa 10.935 m unter dem Meeresspiegel. Sie können wie mit einem Aufzug hinabfahren oder in jeder Tiefe anhalten und herumschwimmen. Die Anzeige oben links wird in jedem Bild aus der Tiefe Ihrer Augen berechnet: Tiefe in Metern, Name der Schicht, Wassertemperatur, Druck in Atmosphären und wie viel vom Sonnenlicht der Oberfläche in Rot, Grün und Blau noch übrig ist. Die Skala rechts stellt Ihre Tiefe neben die Tauchgänge von Walen und Tauchbooten.

Unterwegs begegnen Ihnen 113 Tiere in Originalgröße, von einer Portugiesischen Galeere an der Oberfläche bis zu Flohkrebsen am Boden des Challengertiefs. Dazu kommen Farbkarten an einer Leine, Hydrothermalquellen auf einem Rücken, ein Walskelett an dessen Flanke und die beiden Tauchboote, die Menschen bis zum Grund gebracht haben. Das Bestimmungsbuch führt jedes Tier mit seinem Tiefenbereich, seiner Höchstgröße und der Herkunft dieser Zahlen auf, und ein Tippen auf einen Namen bringt Sie hin.

Warum Rot als Erstes verschwindet

Sonnenlicht ist eine Mischung aus Farben, und Wasser behandelt sie nicht gleich. Es schluckt lange Wellenlängen (Rot und Orange) viel schneller als kurze (Blau). Das Merkblatt von NOAA Ocean Exploration zu Licht und Farbe sagt es schlicht: Rot, Orange und Gelb werden schnell herausgefiltert, blaues Licht kommt am weitesten.

An den Farbkarten können Sie das sehen. Sie hängen an einer Leine in 5, 20, 50, 100 und 200 m, jede mit sechs Feldern: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Weiß. In 5 m sieht die Karte fast normal aus. In 20 m ist das rote Feld dunkel geworden. In 100 m sind Rot und Orange schwarz, Gelb wirkt wie ein stumpfes Grün und das weiße Feld ist blassblau. Die Lampe in der Ausstellung schaltet sich erst unterhalb von etwa 140 m ein, die oberen Karten werden also nur von der Sonne beleuchtet.

Deshalb sind auch so viele Tiefseetiere rot. Ein rotes Tier wirft rotes Licht zurück, und unterhalb einiger Dutzend Meter ist kein rotes Licht mehr da, das es zurückwerfen könnte, also wirkt es schwarz. Die NOAA beschreibt einen Seekröten-Anglerfisch, der in mehr als 3000 m Tiefe gesehen wurde: im Scheinwerfer eines Roboters leuchtend rot, in der Dunkelheit ringsum schwarz. Der Riesenkalmar und die Federbüschel der Röhrenwürmer in dieser Ausstellung zeigen ihre Farbe nur im Strahl Ihrer Lampe.

Die Lichtwerte nachgerechnet

Das Modell behandelt Licht so, dass es mit der Tiefe exponentiell abnimmt, mit einer eigenen Rate für jedes Farbband:

I(d) = I₀ × e^(−K·d)

K ist der diffuse Schwächungskoeffizient. Für klares Hochseewasser verwendet das Modell K = 0,35 pro Meter für Rot (etwa 650 nm), 0,065 für Grün (etwa 550 nm) und 0,022 für Blau (etwa 475 nm). Das sind Schätzungen für das klarste Meerwasser. Küstenwasser voller Plankton und Schwebstoffe verliert sein Licht viel schneller.

Aus diesen drei Zahlen ergibt eine kurze Rechnung die Tiefe, in der jedes Band auf 1 % seines Werts an der Oberfläche fällt, d = ln(100) / K:

Dass Blau bei etwa 200 m auf 1 % fällt, passt zur Beschreibung des Ozeans durch die NOAA: Die oberen 200 m sind die Lichtzone (euphotische Zone), zwischen 200 und 1000 m dringt nur sehr wenig Licht durch, und unterhalb von etwa 1000 m ist das Licht von oben ganz verschwunden. Im Modell sind in 1000 m noch etwa 3 × 10⁻¹⁰ des blauen Oberflächenlichts übrig, viel zu wenig für jede Pflanze. Manche Tiefseeaugen sind empfindlich genug, um es zu bemerken, darum schreibt die NOAA, dass Licht bis in 1000 m Tiefe wahrgenommen werden kann.

Die Balken der Anzeige verwenden eine logarithmische Skala, sodass ein Abfall von 100 % auf 10 % und einer von 0,1 % auf 0,01 % wie derselbe Schritt aussehen. Das Bild folgt demselben Gedanken, weil sich unsere Augen an schwaches Licht anpassen. Deshalb wirkt das Wasser im Modell auch in 300 m noch blau, obwohl weniger als 0,2 % des blauen Lichts übrig sind.

Der Druck steigt alle 10 Meter um etwa eine Atmosphäre

Auf Meereshöhe drückt die Luft mit einer Atmosphäre auf Sie, etwa 14,7 Pfund auf jeden Quadratzoll. Wasser ist rund 800-mal dichter als Luft, sodass schon eine kurze Wassersäule so viel wiegt wie die ganze Atmosphäre über Ihnen. Die Faustregel der NOAA lautet: eine Atmosphäre mehr je 33 Fuß (10,06 m) Tiefe.

Das Modell verwendet die hydrostatische Formel mit konstanter Dichte:

p = 1 atm + ρ·g·d

mit ρ = 1025 kg/m³ für Meerwasser, g = 9,81 m/s² und 1 atm = 101.325 Pa. Eine Atmosphäre entspricht dann 101.325 / (1025 × 9,81) = 10,08 m Wasser, nahe an den 10,06 m der NOAA. Hier die Werte an den Stationen der Ausstellung, wie die Anzeige sie zeigt:

Die Faustregel der NOAA ergibt am Grund 1 + 10.935 / 10,06 = 1088 atm, beide Werte stimmen also auf 0,2 % überein. Echtes Meerwasser wird in der Tiefe leicht zusammengedrückt und etwas dichter, darum ist der tatsächliche Druck am Grund des Grabens ein wenig höher als beide Zahlen. Beide liegen deutlich über dem oft zitierten „mehr als 1000-mal so viel wie an der Oberfläche“.

Tiere ohne Lufträume merken davon kaum etwas. NOAA Ocean Exploration weist darauf hin, dass die meisten Tiefseetiere größtenteils aus Wasser bestehen, das sich kaum zusammendrücken lässt, und manche Arten deshalb jeden Tag 1000 m auf- und abwandern, über einen Bereich von 100 Atmosphären. Wale kommen zurecht, weil sich Rippen und Lunge unter Druck zusammenfalten können. Tauchboote brauchen dicke Kugeln aus Stahl oder Titan für die Besatzung.

Kaltes Wasser, das nie gefriert

Nahe der Oberfläche des tropischen Pazifiks hat das Wasser rund 28 °C, erwärmt und durchmischt von Sonne und Wind. Unter dieser Deckschicht folgt die Thermokline, in der die Temperatur mit der Tiefe rasch sinkt. Laut NOAA hat der Ozean unterhalb von etwa 200 m im Mittel nur noch etwa 4 °C, zwischen etwa 1000 und 4000 m ändert sich die Temperatur wenig, und tieferes Wasser liegt zwischen knapp am Gefrierpunkt und knapp darüber.

Die Temperatur in der Anzeige stammt aus einem typischen Profil des westlichen tropischen Pazifiks, mit Geraden zwischen den Punkten: 28 °C an der Oberfläche, 18 °C in 200 m, etwa 4 °C in 1000 m und etwa 1,5 °C zwischen 4000 und 6000 m. Im Graben steigt sie leicht auf etwa 2,4 °C am Grund, weil sich Wasser beim Zusammendrücken ein wenig erwärmt. Das Profil ist eine Schätzung für diese Region. Andere Ozeane und Jahreszeiten weichen ab, vor allem in den obersten paar hundert Metern.

Die fünf Schichten des Ozeans

Die NOAA teilt die Wassersäule danach ein, wie viel Sonnenlicht hinkommt, und die Namen in der Ausstellung folgen ihren Grenzen:

1. Lichtzone (Epipelagial), 0 bis 200 m. Genug Licht für Phytoplankton; hier entsteht der größte Teil der Nahrung im Meer.
2. Dämmerzone (Mesopelagial), 200 bis 1000 m. Zu dunkel für Photosynthese. Viele Tiere hier erzeugen ihr eigenes Licht.
3. Mitternachtszone (Bathypelagial), 1000 bis 4000 m. Überhaupt kein Sonnenlicht. Das einzige Licht kommt von Tieren.
4. Abyssal (Abyssopelagial), 4000 bis 6000 m. Fast eiskaltes Wasser über weiten Schlammebenen.
5. Hadal (Tiefseegräben), ab 6000 m. Nur die tiefen Gräben reichen so weit hinab. Der Name kommt von Hades.

Die mittlere Tiefe des gesamten Ozeans beträgt etwa 3682 m, der größte Teil des Meeresbodens liegt also in der Mitternachtszone oder im Abyssal.

Die Zonen-Tasten unten am Bildschirm bringen Sie in jede Schicht, und beim Überqueren einer Grenze zeigt ein Banner ihre Werte. Hier die Zahlen des Modells an Ober- und Unterkante jeder Zone, mit den Formeln oben berechnet:

113 Tiere von der Oberfläche bis zum Grabenboden

Das Bestimmungsbuch enthält 113 Arten: 18 in der Lichtzone, 36 in der Dämmerzone, 39 in der Mitternachtszone (mit den Tieren der Quellen und des Walkadavers), 13 im Abyssal und 7 im Hadal. Jede sitzt in einer Tiefe innerhalb des Bereichs, den ihre Quelle angibt, und jede ist nahe ihrer größten bekannten Größe gebaut, die kleinen sind also wirklich klein. Um den Anglerfisch oder die Schuppenfußschnecken überhaupt zu sehen, müssen Sie ganz nah heranschwimmen, während sich die Riesen-Staatsqualle über 30 m durch die Dämmerzone zieht.

Die Tiere entstehen aus wenigen Bauplänen (Fisch, Hai, Aal, Kalmar, Krake, Qualle, Garnele, Krabbe und so weiter), jeweils geformt durch Zahlen für Höhe, Breite, Flossen und Zähne. Ogerfisch und Beilfisch teilen sich einen Bauplan mit unterschiedlichen Zahlen. Die handgebauten Modelle aus der ersten Version der Ausstellung sind weiterhin da:

• Laternenfische (600 m). Der Gefleckte Laternenfisch wird 11 cm lang. Er hat Reihen von Leuchtorganen am Bauch, und sein Licht ist blau, die Farbe, die im Wasser am weitesten reicht. Die NOAA merkt an, dass deshalb die meiste Biolumineszenz im Meer blau ist.
• Pottwal und Riesenkalmar (etwa 650 m). Der männliche Wal ist 16 m lang, NOAA Fisheries nennt für erwachsene Männchen bis zu 52 Fuß. Laut NOAA Fisheries jagen Pottwale meist in etwa 2000 Fuß (610 m), und der National Ocean Service erwähnt Tauchgänge auf 7000 Fuß (2134 m) oder mehr auf der Suche nach Riesenkalmaren. Das Kalmarmodell misst 12 m von den Flossenspitzen bis zu den Enden der beiden langen Fangtentakel.
• Schwarzer Teufelsangler (1500 m). FishBase nennt 18 cm für Weibchen und etwa 3 cm für Männchen. Ihr Köder (die Esca) enthält leuchtende Bakterien, die glühen und Beute bis vor ihr Maul locken. Die NOAA zählt 167 Arten von Tiefsee-Anglerfischen.
• Hydrothermalquellen (2600 m). Meerwasser sickert in die Erdkruste, wird von Magma erhitzt und tritt mit mehr als 400 °C wieder aus. Der Druck verhindert, dass es kocht. Beim Kontakt mit kaltem Wasser fallen Minerale aus und bauen Schlote, und die NOAA berichtet von aktiven Rauchern von etwa 9 m Höhe im Marianenbogen. Riesenröhrenwürmer werden 2 m lang und leben von Bakterien, die Chemikalien der Quelle in Nahrung verwandeln. SeaLifeBase verzeichnet sie zwischen 2564 und 2673 m, deshalb liegt das Quellfeld im Modell bei 2600 m.
• Schwimmende Seegurke (4500 m). Enypniastes, Spitzname „kopfloses Hühnermonster“, kann mit Schlägen ihrer Lappen vom Boden abheben und weite Strecken schwimmen.
• Marianen-Scheibenbauch (8000 m). FishBase nennt 6198 bis 8178 m und bis 22,6 cm. Laut NOAA Ocean Exploration war der tiefste je gefilmte Fisch ein Scheibenbauch in 8336 m, und vermutlich lebt kein Fisch tiefer als etwa 8400 m.

Wie Tiere mit der Tiefe zurechtkommen

Öffnen Sie das Bestimmungsbuch und filtern Sie nach Anpassung, dann tauchen immer wieder dieselben wenigen Antworten auf:

• Licht erzeugen (18 Arten). Laternenfische, Beilfische, Viperfische und der Leuchtsaugnapf-Krake tragen Leuchtorgane. Beilfische richten ihre nach unten, um ihren Umriss vor Jägern darunter zu verbergen (Gegenbeleuchtung). Der Ampel-Drachenfisch ist die Ausnahme: Er erzeugt rotes Licht, das die meisten Tiefseetiere nicht sehen können.
• Rote oder schwarze Körper (19 Arten). Unterhalb von etwa 20 m gibt es kein rotes Licht mehr, ein rotes Tier wirkt daher so dunkel wie ein schwarzes. Helmqualle, Vampirtintenfisch und Tiefseegarnele sind alle rot.
• Durchsichtig oder spiegelnd (15 Arten). Quallen, die Riesen-Appendikularie und der Scheibenbauch sind fast durchsichtig. Beilfische haben silbrige Flanken, die das blaue Licht ringsum zurückwerfen.
• Große Mäuler und dehnbare Mägen (10 Arten). Nahrung ist knapp, also können viele Jäger alles verschlingen, was ihnen begegnet. Der Schwarze Schlinger kann einen Fisch schlucken, der länger ist als er selbst, und der Pelikanaal öffnet seine Kiefer wie ein Netz.
• Riesenwuchs (12 Arten). Manche Tiefseetiere sind viel größer als ihre Verwandten im Flachwasser. Die meisten Flohkrebse sind wenige Millimeter lang, der Riesenflohkrebs aber wird 34 cm groß.
• Von Chemie statt Sonne leben (4 Arten). An den Quellen leben Röhrenwürmer, Thermalmuscheln, Yeti-Krabben und Schuppenfußschnecken von Bakterien, die aus Schwefelwasserstoff Nahrung herstellen.
• Fressen, was herabsinkt (5 Arten). Grenadierfische, der Grönlandhai, Knochenfresswürmer und Hadal-Flohkrebse warten darauf, dass Nahrung von oben fällt.

Ein Walkadaver in 2891 m

Westlich der Quellen fällt der Rücken auf 2891 m ab, und ein 14 m langes Walskelett liegt auf dem Schlamm. Der National Ocean Service der NOAA beschreibt, was geschieht, wenn ein Wal stirbt und sinkt: Aasfresser fressen das weiche Gewebe innerhalb von Monaten, Reste düngen den Schlamm ringsum über ein Jahr lang, und das Skelett kann ganze Lebensgemeinschaften über Jahre bis Jahrzehnte ernähren, während Bakterien die Fette im Inneren der Knochen abbauen.

Die Tiefe stammt vom Knochenfresswurm Osedax rubiplumus. SeaLifeBase nennt für ihn eine einzige Tiefe, 2891 m, wo er 2002 an einem Walskelett gefunden wurde. Die roten Büschel an den Knochen im Modell sind diese Würmer, jeder etwa 4 cm lang. Darüber kreist ein Grönlandhai. Er lebt im Atlantik und in der Arktis, nicht im Pazifik, ist aber ein bekannter Aasfresser, und sein verzeichneter Tiefenbereich reicht bis 2992 m.

Woher die Zahlen im Bestimmungsbuch stammen

Für Fische kommen Tiefenbereich und Höchstlänge aus FishBase, für die übrigen Tiere aus SeaLifeBase. Beide sind große Datenbanken, die zu jeder Zahl die zugrunde liegende Veröffentlichung angeben. Einige Einträge stützen sich stattdessen auf die NOAA oder eine Fachveröffentlichung, und jede Karte nennt ihre Quelle mit Link.

Die Größen sind die größten bekannten Werte, auf verschiedene Weise gemessen. Die Gesamtlänge reicht von der Schnauze bis zum Schwanzende. Die Standardlänge endet dort, wo die Schwanzflosse beginnt, der Fisch ist also tatsächlich etwas länger. Kalmare und Kraken werden am Mantel (dem Körper) gemessen, nicht an den Armen, Quallen an der Schirmbreite. Die Karte sagt immer, welches Maß gemeint ist. Für sieben Tiere (Yeti-Krabbe, Thermalmuschel, Schuppenfußschnecke, Seeschwein, schwimmende Seegurke, Riesen-Appendikularie und Tönnchenkrebs) nennen die Quellen eine Tiefe, aber keine Größe, die Größe ist also unsere Schätzung und als solche gekennzeichnet.

Beim Schwimmen wird jedes Tier, dem Sie nahe kommen, im Bestimmungsbuch abgehakt, und der Zähler auf der Schaltfläche des Bestimmungsbuchs zeigt, wie viele Sie schon gesehen haben.

Wie tief Wale und Tauchboote kommen

Die Skala rechts am Bildschirm markiert diese Tiefen:

Am 23. Januar 1960 brachten Leutnant Don Walsh von der US-Marine und Jacques Piccard das Bathyskaph Trieste auf den Grund des Challengertiefs. Der Abstieg dauerte fast fünf Stunden, und sie blieben etwa 20 Minuten am Boden. 2012 machte James Cameron die Reise allein in der Deepsea Challenger, einem 24 Fuß (7,3 m) langen Fahrzeug, das er später der Woods Hole Oceanographic Institution schenkte. Die verzeichneten Tiefen weichen um einige Meter voneinander und von den 10.935 m der NOAA ab, weil jede anders gemessen wurde und die Vermessung des Grabens seither verfeinert worden ist.

Wo das Modell vom echten Ozean abweicht

• Die Tiefe ist gestaucht. Waagerecht entspricht eine Einheit einem Meter, jedes Tier und jede Maschine hat also Originalgröße. Senkrecht verwendet das Modell eine logarithmische Skala, damit die ganzen 10.935 m hineinpassen: nahe der Oberfläche ist eine Einheit etwa ein Meter Tiefe, bei 1000 m etwa 18 m und am Grund etwa 180 m. In den letzten 12 m über jedem Meeresboden schaltet die Anzeige zurück auf echte Meter, die am Grund angezeigte Tiefe ist also die wirkliche.
• Alles liegt dichter beieinander. Die Tiere sind um eine Säule versammelt, damit Sie sie finden. Im echten Ozean liegen Hydrothermalquellen an Mittelozeanischen Rücken und in Backarc-Becken, nicht neben dem Marianengraben, und der Graben ist Dutzende Kilometer breit.
• Das Lichtmodell ist einfach. Drei Farbbänder mit festen Raten, klares Wasser, die Sonne im Zenit. Wolken, Plankton und der Sonnenstand verändern die echten Zahlen.
• Tiere aus mehreren Ozeanen. Die Säule versammelt Arten aus verschiedenen Meeren: Die Schuppenfußschnecke lebt an Quellen im Indischen Ozean, die Yeti-Krabbe am Ost-Scotia-Rücken und der Grönlandhai im Atlantik und in der Arktis. Jede steht in einer Tiefe, in der ihre Quelle sie verzeichnet.
• Jedes Tier ist nahe seiner Höchstgröße. Die Modelle haben 80 bis 100 % der größten bekannten Größe, die meisten echten Tiere sind kleiner. Die 45 m lange Riesen-Staatsqualle wird mit 30 m gezeigt, damit sie hineinpasst.
• Manche Größen sind Schätzungen. Sieben Größen im Bestimmungsbuch, die Länge des Riesenkalmars, die Form der Trieste und das Temperaturprofil sind als Schätzungen gekennzeichnet.

Fortbewegung

Am Computer schwimmen Sie mit WASD oder den Pfeiltasten, steigen mit R oder der Leertaste und sinken mit F oder C. Halten Sie die Umschalttaste gedrückt, um schneller zu werden, und ziehen Sie, um sich umzusehen. Auf dem Handy bewegt Sie der Joystick unten links waagerecht (ganz durchschieben, um zu beschleunigen), und die beiden Pfeile unten rechts bringen Sie nach oben und unten.

Der Ozean ist 10,9 km tief, es gibt also schnellere Wege nach unten. Die Tempotasten (oder die Tasten 1, 2 und 3) schalten zwischen Langsam, etwa 1,4 m/s wie ein Taucher, Schnell und Tauchboot, etwa 8 m/s, das auch Steigen und Sinken viermal schneller macht. Die fünf Zonen-Tasten bringen Sie direkt in jede Schicht, und ein Klick auf die Tiefenskala rechts bringt Sie in diese Tiefe. Der Tiefenregler unter „Steuerung“ funktioniert wie ein Aufzug.

Die Schaltfläche des Bestimmungsbuchs öffnet eine Liste aller 113 Tiere. Sie können nach Namen suchen oder die Liste nach Tiefe, Größe oder Anpassung eingrenzen, und die Wahl eines Namens bringt Sie vor das Tier, mit einer Karte, die Tiefenbereich, Größe und Quelle nennt. Die Schritte des „Rundgangs“ halten in neun Tiefen, und „Teile“ führt Sie zu jedem handgebauten Modell. Schalten Sie in der Tiefe die Lampe aus, bleibt nur das eigene Licht der Tiere.

Der Druck als Gewicht auf einem Fingernagel

Atmosphären lassen sich schwer fühlen, also rechnen wir den Wert am Boden in ein Gewicht um. Eine Standardatmosphäre sind 101.325 Pa, also 101.325 N auf jedem Quadratmeter oder etwa 10,1 N auf jedem Quadratzentimeter. Das ist das Gewicht von rund 1,03 kg, die auf einer Fläche von der Größe eines Daumennagels liegen (hier mit 1 cm² angenommen, denn Nägel sind verschieden groß).

Am Boden zeigt die Anzeige 1086 atm. Multipliziert: 1086 × 10,1 N ergibt etwa 11.000 N auf diesem einen Quadratzentimeter. Geteilt durch g = 9,81 m/s² entspricht das einer Masse von etwa 1120 kg, etwas mehr als eine Tonne. In den älteren Einheiten, die die NOAA verwendet, sind es etwa 1086 × 14,7 = 16.000 Pfund auf jedem Quadratzoll. Dieselbe Rechnung bei 1000 m, wo die Anzeige etwa 100 atm zeigt, ergibt ungefähr 100 kg auf dem Nagel.

Die Zahl wirkt riesig, ist aber ein Druck und keine einzelne Last. Wasser drückt von allen Seiten gleich stark, deshalb wird ein mit Wasser gefüllter Körper ohne Hohlräume nicht zusammengedrückt. Darum geht es im nächsten Abschnitt.

Häufige Missverständnisse

• „Der Druck dort unten zerquetscht alles.“ Er zerquetscht, was Gas enthält. NOAA Ocean Exploration erklärt, dass die meisten Tiefseetiere überwiegend aus Wasser bestehen, das sich kaum zusammendrücken lässt, und dass sie keine großen Lufträume haben, die kollabieren könnten. Ein Styroporbecher oder ein luftgefüllter Rumpf ist etwas anderes, und deshalb sitzt die Besatzung eines Tauchboots in einer dicken Kugel.
• „Unter 200 m ist es einfach dunkel.“ Nach der Beschreibung der NOAA kommt zwischen 200 und 1000 m nur sehr wenig Licht an, und unter etwa 1000 m ist das Licht von oben verschwunden. Die unteren Schichten sind aber nicht lichtlos. NOAA Ocean Exploration weist darauf hin, dass viele Tiere dort ihr eigenes Licht erzeugen, während die Anzeige der Ausstellung nur Sonnenlicht zählt.
• „Bei doppelter Tiefe verdoppelt sich der Druck.“ Der Druck ist die Atmosphäre an der Oberfläche plus das Wasser über Ihnen: Die ersten 10 m verdoppeln ihn, die nächsten 10 m fügen nur noch die Hälfte hinzu. Bei 10 m zeigt das Modell 2,0 atm, bei 100 m 10,9 atm und bei 10.935 m 1086 atm.
• „Das Meer sieht blau aus, weil das Wasser blau ist.“ Die Farbkarten zeigen die andere Hälfte der Geschichte: Rot, Orange und Gelb werden schon nach wenigen Dutzend Metern aufgenommen, und was zu sehen bleibt, ist Blau.

Auf dem Bildschirm ausprobieren

Stellen Sie den Tiefenregler unter Steuerung auf 10 m und lesen Sie den Druck ab, dann auf 100 m und auf 1000 m. Sie sollten etwa 2,0, 10,9 und 100,2 atm sehen: ungefähr eine Atmosphäre mehr je 10 m. Die Lampe geht erst unterhalb von etwa 140 m an, bei 100 m ändert der Schalter Lampe also nichts. Schalten Sie sie bei 300 m und noch einmal bei 3000 m aus und wieder ein und vergleichen Sie: Eingeschaltet zeigen die Tiere im Lichtkegel ihre Farben, ausgeschaltet bleiben nur das Sonnenlicht, das die Anzeige noch ausweist, und das eigene Licht der Tiere. Klicken Sie zuletzt auf die Tempo-Taste Tauchboot und sinken Sie zum Walskelett bei 2891 m: Prüfen Sie, dass der Druck dort 287,9 atm beträgt, wie in der Tabelle oben.

Licht im Dunkeln: Wo die Leuchtorgane liegen

Unter etwa 1,000 m gibt es kein Sonnenlicht mehr, aber die Dunkelheit ist nicht lichtlos. Laut NOAA Ocean Exploration erzeugen 80% der Tiere zwischen 200 und 1,000 m eigenes Licht, meist blaues, weil es im Wasser am weitesten reicht. Der Naturführer nennt die Lage der Leuchtorgane, und die Modelle leuchten an diesen Stellen:

• Reihen am Bauch. Beilfische, Laternenfische, Borstenmäuler und viele Drachenfische tragen unten Reihen von Leuchtorganen. Von unten entspricht das schwache Leuchten dem Restlicht der Oberfläche und verbirgt ihren Umriss. Das heißt Gegenbeleuchtung.
• Die Spitze eines Köders oder einer Bartel. Anglerfische tragen einen leuchtenden Köder, die Esca, vor dem Maul. Drachenfische wie der Boa-Drachenfisch haben eine leuchtende Kinnbartel. Beim Fächerflossen-Anglerfisch ist der Köder ausnahmsweise nicht leuchtend.
• Rotes Licht unter dem Auge. Verschiedene Drachenfische mit lockeren Kiefern und der Kleinzahn-Drachenfisch erzeugen dort rotes Licht. Laut MBARI sehen die meisten Tiefseetiere Rot nicht. So kann der Fisch seine Beute beleuchten, ohne sich zu verraten.
• Die Armspitzen. Taningia danae trägt die größten bekannten Leuchtorgane eines Tieres an zwei Armspitzen. Der Leuchtkalmar hat je drei an zwei Armen.
• Leuchtende Flüssigkeit. Ein Röhrenschulterfisch spritzt Leuchtflüssigkeit aus einem Sack hinter dem Kiemendeckel und lässt bei der Flucht eine leuchtende Wolke zurück.

In dunkleren Schichten zeigt ein Pfeil am Bildschirmrand zum nächsten Tier und nennt die Entfernung in der Szene. Ein Klick führt dorthin. Im erweiterten Naturführer leben 59 der 113 Arten unter 1,000 m, zuvor waren es 31. Die erweiterten Funktionen sind in dieser Szene verfügbar.

Die Riesen nebeneinander

Die Größenschaltfläche der erweiterten Version stellt drei lange Tiere der Dämmerzone in 30 m Tiefe bei Tageslicht in Originalgröße neben einen 1.7 m großen Menschen: einen 16 m langen männlichen Pottwal, einen einschließlich seiner beiden Fangtentakel auf 12 m geschätzten Riesenkalmar und einen 8 m langen Riemenfisch. Die Schwanzenden sind links ausgerichtet, damit sich die Längen direkt vergleichen lassen. Es sind dieselben Modelle wie weiter unten. Naturführer und Aufgaben verwenden dieselben Maße: beim Pottwal den Wert von NOAA Fisheries für erwachsene Männchen, beim Kalmar eine Modellschätzung und keinen maximalen Rekordwert.

Verborgene Funde beim Abstieg

In der erweiterten Version liegen 16 verborgene Funde entlang der Wassersäule. Sie werden entdeckt, wenn man nahe heranschwimmt. Die meisten stehen für belegte Beobachtungen:

• Das tiefste Schiffswrack, 6,895 m. Die US Navy bestätigte im Juni 2022, dass das von Victor Vescovo und Caladan Oceanic in der Philippinensee gefundene Wrack der 1944 gesunkene Geleitzerstörer USS Samuel B. Roberts war. Es ist das tiefste je lokalisierte und untersuchte Wrack. Das Modell zeigt nur ein zerbrochenes Rumpfstück auf einem Vorsprung der Grabenwand.
• Der tiefste Oktopus, 6,957 m. Eine Landekamera filmte 2019 einen Dumbo-Oktopus im Javagraben, die erste Beobachtung eines Oktopus in der Hadalzone; siehe Jamieson und Vecchione, 2020.
• Ein Lotgewicht, 8,184 m. Die HMS Challenger maß 1875 mit einer beschwerten Leine 26,850 ft im Marianengraben. Das Challengertief ist nach dem Schiff benannt.
• Nereus, 9,990 m. Das Roboterfahrzeug hatte 2009 das Challengertief erreicht und ging am 10. Mai 2014 im Kermadecgraben verloren.
• Riesige Einzeller, 10,641 m. Scripps-Forschende filmten 2011 Xenophyophoren im Sirenatief. Einzelne Zellen sind oft über 10 cm groß.
• Eine Plastiktüte, 10,898 m. Die Tiefseemüll-Datenbank von JAMSTEC enthält Fotos und Videos seit 1983. Eine Studie von 2018 fand darin als tiefsten dokumentierten Müll eine Plastiktüte im Marianengraben.
• Kaiko, 10,911 m. Das japanische Roboterfahrzeug erreichte im März 1995 eine Tiefe von 10,911.4 m und brachte den Flohkrebs Hirondellea gigas mit.
• Ein kalter Fluidaustritt, im Modell 2,891 m. Methan- und schwefelwasserstoffreiche Flüssigkeit tritt an der Flanke bei etwa der Temperatur des Umgebungswassers aus. Muscheln leben von methannutzenden Bakterien. Die Röhrenwürmer wachsen langsam; einige im Golf von Mexiko waren über 200 Jahre alt.
• Sonde und Lineal an den Quellen, 2,600 m. Die Flüssigkeit kann über 400 °C heiß sein. Riesenröhrenwürmer wachsen dort knapp 1 m pro Jahr, schneller als jedes andere bekannte wirbellose Meerestier.
• Eine zerbrochene Knolle, 4,500 m. NOAA nennt für solche Krusten etwa 2 mm Wachstum pro Million Jahre.
• Casper, im Modell 4,500 m. Der blasse Oktopus ohne Flossen wurde 2016 in 4,290 m Tiefe vor Hawaii entdeckt und hat noch keinen wissenschaftlichen Namen.
• Große rote Qualle, blutbäuchige Rippenqualle und Sedimentfalle. Sie liegen im offenen Wasser auf 1,500, 800 und 3,000 m.

Neun Aufgaben

Die Aufgabenschaltfläche der erweiterten Version öffnet neun kurze Aufgaben. Vier löst man schwimmend: fünf leuchtende Tiere unter 1,000 m finden, den Boden des Challengertiefs erreichen, dem tiefen Pottwaltauchgang bis 2,134 m folgen und alle fünf Schichten besuchen. Vier sind Auswahlfragen mit den Werten der Ausstellung als Grundlage: die Länge im Naturführer, die zuerst verschwindende Farbe im Lichtmodell, der mit der Formel berechnete Druck bei 10,912 m und das Tier, das ohne Sonnenlicht lebt. Zuletzt sind fünf verborgene Funde gesucht. Gelöste Aufgaben und Funde werden auf diesem Gerät gespeichert.