Grasshopper: Unterwasserroboter soll zur Wiederherstellung von Posidonia-Seegraswiesen im Mittelmeer beitragen
Roboter helfen bei der Rettung der Unterwasserwiesen im Mittelmeer
Unter der Oberfläche des Mittelmeers befindet sich eines der ältesten Ökosysteme unseres Planeten. Seegraswiesen, insbesondere jene der Art Posidonia oceanica, reichen bis in Tiefen von 45 Metern und bedecken entlang der Mittelmeerküsten eine Fläche von rund zwei Millionen Hektar. Obwohl Seegräser häufig mit Algen verwechselt werden, handelt es sich um echte Blütenpflanzen mit Wurzeln, Stängeln, Blättern, Blüten und Früchten. Sie produzieren Sauerstoff, bieten Jungfischen und zahlreichen anderen Meeresorganismen Schutz und tragen dazu bei, die Küsten vor Welleneinwirkung und Erosion zu schützen. Darüber hinaus sind sie bedeutende Kohlenstoffspeicher: Obwohl sie nur etwa 0,1 % des Meeresbodens bedecken, speichern sie Schätzungen zufolge bis zu 18 % des in den Ozeanen gebundenen Kohlenstoffs.
Ein Lebensraum auf dem Rückzug
Die Seegraswiesen gehen jedoch zunehmend zurück. Nach Schätzungen von Forschern sind in den vergangenen 50 Jahren 34 % der Posidonia-Wiesen entlang der Mittelmeerküsten verloren gegangen. Hauptursachen sind der Klimawandel, Umweltverschmutzung und das Ankern von Booten. Zwischen 30 % und 50 % der Seegraswiesen könnten potenziell von den Auswirkungen unregulierten Ankerns betroffen sein. Allein im Jahr 2024 gingen schätzungsweise 180.000 Boote auf Seegrasflächen vor Anker. Eine geschädigte Seegraswiese benötigt unter Umständen rund 100 Jahre, um sich zu regenerieren.
Die erste Schutzmaßnahme ist die passive Wiederherstellung, bei der bestehende Seegraswiesen durch Meeresschutzgebiete, Ankerverbotszonen und Bojenfelder für das Festmachen in besonders empfindlichen Bereichen geschützt werden. Wo die Bestände bereits geschädigt sind, kommen aktive Wiederherstellungsmaßnahmen zum Einsatz. Teams spezialisierter Fachkräfte, gewissermaßen „Meeresgärtner“, überwachen und wählen geeignete Standorte aus, entnehmen Triebe und Rhizome aus Spenderwiesen, erproben nachhaltige Materialien zu deren Verankerung im Substrat, bereiten die Pflanzen vor, verpflanzen sie und kontrollieren anschließend ihr Wachstum und ihren Gesundheitszustand.
Roboter kommen zum Einsatz
In diesem Zusammenhang kann die Unterwasserrobotik die bisherigen Arbeitsmethoden verändern. Roboter können den Meeresboden kartieren, Daten und Bilder aus schwer zugänglichen Bereichen erfassen und Arbeiten übernehmen, die bisher ausschließlich von Menschen durchgeführt wurden. Dadurch lassen sich Zeitaufwand, Ressourcenbedarf und Risiken für die Wissenschaftler reduzieren.
ROVs, kurz für Remotely Operated Vehicles, sind kabelgebundene Unterwasserfahrzeuge, die von der Oberfläche aus ferngesteuert werden. Sie können vorgegebenen Routen über dem Meeresboden folgen, mithilfe von Kameras und Sensoren Beobachtungen durchführen, Wasser- oder Sedimentproben entnehmen und Daten zur Kartierung von Lebensräumen, zur Erfassung von Organismen und zur Bewertung des Zustands von Ökosystemen sammeln. Ein Beispiel ist SuBastian, ein ROV, mit dem Wissenschaftler einige der tiefsten Bereiche der Ozeane erforschen können.
Grasshopper, der robotische Meeresgärtner
Wenn ROVs die Augen und Hände der Meeresforschung darstellen, übernimmt Grasshopper die Rolle des Gärtners. Der vom US-amerikanischen Start-up ReefGen entwickelte Unterwasserroboter ist für die Wiederherstellung von Seegraswiesen, Korallenformationen und anderen küstennahen Lebensräumen konzipiert. Diese Arbeiten wurden traditionell von Tauchern ausgeführt, die kleine Meeresbodenflächen Stück für Stück von Hand bepflanzten.
Grasshopper wird ferngesteuert, fährt zu einem zuvor ausgewählten Standort und positioniert sich auf dem Meeresboden. Anschließend setzt er Seegrassamen oder Stecklinge direkt in das Sediment ein und wiederholt diesen Vorgang automatisch über größere Flächen. Nach den angegebenen Leistungsdaten kann der Roboter in Wassertiefen von bis zu zehn Metern arbeiten, erreicht eine acht- bis zehnmal höhere Pflanzgeschwindigkeit als manuelle Verfahren und verfügt über eine Wiederherstellungskapazität von einem Hektar Meeresboden innerhalb von fünf Tagen.
Austern als natürliche Wasserfilter
Die Bepflanzung ist nur ein Teil des Wiederherstellungsprozesses, denn junge Pflanzen benötigen geeignete Umweltbedingungen, um zu überleben. Zu diesem Zweck werden in den Wiederherstellungsgebieten Filterkäfige mit lebenden Austern auf dem Meeresboden installiert. Als filtrierende Muscheln tragen Austern dazu bei, das umgebende Wasser zu reinigen, seine Qualität zu verbessern und günstigere Bedingungen für das Pflanzenwachstum zu schaffen.
Dieser Ansatz verbindet Technologie mit natürlichen Prozessen: Der Roboter übernimmt die Bepflanzung, während die Austern zur Verbesserung der Wasserqualität beitragen, damit sich die neuen Pflanzen etablieren können. Dahinter steht ein grundlegendes Prinzip der ökologischen Wiederherstellung: Damit sich ein Ökosystem erfolgreich regenerieren kann, muss der gesamte Lebensraum unterstützt werden und nicht nur eine einzelne Art.
Von Wales bis zur Adria
Die bisherigen Ergebnisse sind ermutigend. In Wales verteilte Grasshopper 25.000 Samen von Zostera marina auf einer Meeresbodenfläche von 200 Quadratmetern. Innerhalb von 18 Monaten entwickelte sich daraus eine neue Seegraswiese mit einer Fläche von mehr als 100 Quadratmetern.
Der erste Test im Mittelmeer ist für 2027 im Golf von Triest geplant, in Zusammenarbeit mit Forschern des Meeresschutzgebiets Miramare.
Roboter können Schutzmaßnahmen nicht ersetzen, denn diese bleiben das wirksamste Mittel zur Erhaltung der Seegraswiesen. Sie können jedoch dazu beitragen, Wiederherstellungsmaßnahmen auf größere Flächen auszudehnen und in Zeiträumen umzusetzen, die allein durch den Einsatz von Tauchern nur schwer zu erreichen wären.
Rebecca Gabbi