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Der tiefste Punkt der Erde lässt sich nicht genau messen
Fast elf Kilometer Wasser liegen über dem Challenger-Tief im Marianengraben. Neue Sonardaten ergeben je nach Modell für die Schallgeschwindigkeit im Wasser Tiefen zwischen 10.914 und 10.932 Metern, obwohl dieselben Messungen ausgewertet werden. Das bevorzugte Modell der Forscher liefert 10.927 Meter, ausdrücklich nicht als neuen endgültigen Weltrekord.
Tachikawa (Japan). Das Challenger-Tief im Marianengraben gilt als der tiefste bekannte Punkt der Erdoberfläche. Doch selbst moderne Messungen liefern keine auf den Meter genau übereinstimmende Zahl, weil extreme Wassertiefe kleine Unterschiede bei Schallgeschwindigkeit, Bezugshöhe und Datenverarbeitung deutlich verstärkt.
Multibeam-Echolote berechnen die Tiefe aus der Laufzeit eines Schallimpulses zum Meeresboden und zurück. Dafür muss bekannt sein, wie schnell sich Schall durch die gesamte Wassersäule bewegt, und diese Geschwindigkeit verändert sich mit Temperatur, Salzgehalt und Druck.
Forscher des National Institute of Polar Research (NIPR) um Masakazu Fujii haben Daten ausgewertet, die am 30. November 2023 mit dem Forschungsschiff Hakuho-maru aufgenommen wurden. Das an Bord installierte Multibeam-Echolot EM124 erfasste den westlichen, zentralen und östlichen Bereich des Challenger-Tiefs auf mehreren Fahrspuren.
Das Team verarbeitete dieselben bereinigten Sonardaten mit fünf Modellen für die Schallgeschwindigkeit im Meerwasser. Im östlichen Becken, in dem das tiefste Rasterfeld lag, reichten die berechneten Maximalwerte je nach Modell von 10.914 bis 10.932 Metern.
Als bevorzugte Lösung kombinierten die Forscher Messungen aus dem oberen Ozean von 2023 bis rund 1.900 Meter Tiefe mit einem vollständigen Tiefenprofil, das die Hakuho-maru 1992 aufgenommen hatte. Damit errechneten sie für das westliche Becken 10.926 Meter, für das zentrale 10.912 Meter und für das östliche 10.927 Meter.
Die Spanne von 18 Metern ist dabei kein statistisches 95-Prozent-Konfidenzintervall. Sie zeigt ausschließlich, wie stark die maximale Rastertiefe auf die fünf getesteten Schallgeschwindigkeitsmodelle reagiert. Weitere Unsicherheiten durch Wasserstand, Schiffsbewegung, Strahlgeometrie, Datenbereinigung und Rasterung kommen hinzu.
Auch die Geometrie der Sonarmessung begrenzt die Genauigkeit. Das EM124 arbeitete mit einer Strahlbreite von zwei Grad mal zwei Grad, wodurch ein einzelner Schallstrahl in rund 11.000 Metern Tiefe unter einer vereinfachten Annahme einen Messfleck von ungefähr 400 Metern Ausdehnung längs und quer zur Fahrtrichtung erfasst.
Ein Messwert wie 10.927 Meter beschreibt deshalb keinen punktförmigen Kontakt mit dem tiefsten Zentimeter des Meeresbodens. Die veröffentlichten Karten wurden zwar auf ein Raster mit 100 Metern Zellweite gebracht, doch dieses Raster entspricht ausdrücklich nicht einer akustischen Auflösung von 100 Metern.
Die Forschungsmannschaft untersuchte außerdem, wie Fahrgeschwindigkeit und Kurs die Daten beeinflussen. Auf den Ost-West-Linien bei vier Knoten blieben nach der Datenbereinigung etwa 87 Prozent der Einzelmessungen erhalten, bei 15 Knoten waren es rund 78 Prozent.