Anzeige

Von der U-Bahn in die Höhlen

Klimatologie im Untergrund

Ursprünglich war ihr Forschungsgebiet die Großstadt mit ihren Luftschneisen und U-Bahn-Schächten. Hier haben die Klimatologen Andreas Pflitsch, Christiane Meyer und David Holmgren im Lauf der vergangenen Jahre hochpräzise Messverfahren entwickelt, mit denen sie zum Beispiel schwächste Luftströme in U-Bahn-Schächten nachweisen können. Seit den späten 1990er Jahren setzen die Forscher diese Technik nun auch in der Höhlenforschung ein.

Wasser und Kälte schaffen faszinierende Formen in den Höhlen. © RUBIN/ Pflitsch

Das Ganze begann, als die RUB-Forscher der Einladung eines polnischen Kollegen folgten, gemeinsam Messungen in einer Höhle in den Sudeten vorzunehmen. Bis dahin hatten sie sich hauptsächlich mit der Belüftung von Städten beschäftigt. In der polnischen Höhle sollten Luftströme, die bis dahin nicht direkt messbar waren, erfasst werden – mit einem Ultraschall-Verfahren, das bereits in der Stadtklimatologie eingesetzt wurde. Die erste Messkampagne erbrachte zahlreiche neue Erkenntnisse, und die Bochumer Arbeitsgruppe wurde von den Höhlen „gepackt“.

Fasziniert von der Unterwelt

Die dunkle Unterwelt stellte sich im Licht der Lampen als faszinierend dar, voll unbekannter Formen und unterschiedlichster Farben – und als unerwartet dynamisch. Die Forschung dehnte sich bald in die Tschechische Republik und Slowakei aus, aber auch die Dechenhöhle in Iserlohn – bereits durch den Bochumer Geologen Detlev Richter erforscht – wurde zum frühen Forschungsgegenstand.

Seither betreiben die RUB-Wissenschaftler ihre Höhlenforschung mit drei Zielen: Sie erforschen die Effekte von Klimaveränderungen, analysieren wertvolle Klimaarchive, um diese zu schützen, und tragen zum Höhlenschutz bei. In den europäischen Höhlen widmeten sie sich dabei insbesondere dem Nachweis von Strömungssystemen beziehungsweise der Belüftung, auch Bewetterung genannt.

Ultraschallanemometer messen Luftströmungen extrem genau © gemeinfrei

Schallwellen messen Winde und Temperatur

Dazu müssen sehr schwache Luftbewegungen von wenigen Zentimetern pro Sekunde gemessen werden. Früher erfolgte das indirekt über Veränderungen in der Konzentration des radioaktiven Gases Radon. Viel detaillierter gelang es den Forschern nun mit Ultraschallanemometern. Diese Geräte erfassen horizontale und vertikale Luftbewegungen, ebenso die Lufttemperatur mit Hilfe von Schallwellen.

Anzeige

Durch Luftbewegungen ist die Laufzeit der Schallwellen in die eine Richtung etwas schneller als in die entgegengesetzte Richtung. Die Differenz zwischen beiden ergibt die Windgeschwindigkeit für die eine Richtung. Aus der besonderen Anordnung von drei Sensorpaaren lässt sich dann der dreidimensionale Windvektor bestimmen. Diese Technik kann sehr schwache Luftströmungen von wenigen Zentimetern pro Sekunde nachweisen und kleinste Richtungs- und Geschwindigkeitsfluktuationen erfassen.

Eine Touristengruppe kann die Temperatur in einer Höhle um bis zu zwei Grad ansteigen lassen. © gemeinfrei

Zwei Grad wärmer durch eine Touristengruppe

Mit solchen Messungen haben die Forscher beispielsweise gezeigt, wie sich das Höhlenklima ändert, wenn eine Touristengruppe durch die Höhle läuft. Durch Körperwärme und Atemluft erwärmen die Personen die Luft um bis zu zwei Kelvin, vor allem im Deckenbereich. Körperwärme und Bewegung der Gruppe sorgen außerdem für eine turbulente Vermischung der Luft und modifizieren so das natürliche Strömungssystem.

Solche Erkenntnisse sind auch wichtig für den Höhlenschutz. Denn die sensible Höhlenfauna und -flora und die unterirdische Landschaft reagieren empfindlich auf Veränderungen von Temperatur und Feuchtigkeit.

  1. zurück
  2. 1
  3. |
  4. 2
  5. |
  6. 3
  7. |
  8. 4
  9. |
  10. 5
  11. |
  12. 6
  13. |
  14. 7
  15. |
  16. weiter

RUBIN / Andreas Pflitsch, Christiane Meyer, David Holmgren, AG Höhlen- und U-Bahn-Klimatologie, Geographisches Institut der Ruhr-Universität Bochum (RUB)
Stand: 28.03.2014

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Geheimnisvolle Unterwelt
Dem dynamischen Klima von Höhlen auf der Spur

kein Dossierinhalt gefunden

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

Brasilien: Höhlenmalereien per Zufall entdeckt
Biologen stoßen auf bis zu 10.000 Jahre alte Steinzeitkunst im Cerrado-Hochland

Höhlenmalerei: Handabdrücke stammten von Frauen
Drei Viertel der steinzeitlichen Abdrücke wurden von Frauen hinterlassen

Tiefster Höhlenbewohner der Erde entdeckt
Winziges Insekt lebt 1.980 Meter unter der Erdoberfläche

Dossiers zum Thema

Höhlen - Geheimnisvolle Welt unter der Erde

Kalk - Über eine ungewöhnliche Allianz aus Wasser und Stein