Vom Schiffsheck ausgelöste Durchmischung der Wassersäule und metergroße Meeresbodenerosion in der Ostsee

Warum stark befahrene Schifffahrtsrouten unter der Wasseroberfläche wichtig sind

Die meisten Waren, die wir kaufen, werden per Schiff transportiert, doch selten denken wir darüber nach, was diese riesigen Frachter mit den Meeren anrichten, die sie durchqueren. Diese Studie blickt unter die Oberfläche der Ostsee und zeigt, dass die unsichtbaren Wellenfelder vorbeifahrender Schiffe stark genug sind, ganze Wassersäulen zu durchmischen und den Meeresboden innerhalb nur eines Jahrzehnts um mehr als einen Meter zu verändern. Diese versteckte Umgestaltung des Meeresbodens und die Vermischung der Wasserschichten können Lebensräume, Sauerstoffverhältnisse und sogar klimarelevante Gase in einer der verkehrsreichsten Binnenmeeren der Welt still und nachhaltig verändern.

Ein flaches Meer unter starkem Druck

Die Ostsee ist ein vergleichsweise kleines, flaches, fast geschlossenes Meer, umgeben von zig Millionen Menschen. Große Teile sind weniger als 20 Meter tief, sodass menschliche Aktivitäten an der Oberfläche leicht die gesamte Wassersäule bis auf den Meeresboden beeinflussen können. Einer der am weitesten verbreiteten Belastungsfaktoren ist der kommerzielle Schiffsverkehr: Im westlichen Teil der Ostsee bündeln sich dichte Schiffswege in der Kieler Bucht, dem Zugang zum Nord-Ostsee-Kanal, wobei täglich Dutzende großer Schiffe passieren. Während wir wissen, dass Schiffe Lärm erzeugen, Treibstoff verbrennen und manchmal beim Ankern den Boden schädigen, wurde ihre alltägliche Bewegung durch offenes Wasser deutlich weniger untersucht. Diese Arbeit konzentriert sich auf diese Lücke und fragt, wie die Heckwellen von fahrenden Schiffen sowohl den Meeresboden als auch das darüber liegende Wasser umgestalten.

Den Meeresboden wie ein Zeitrafferfoto lesen

Die Forschenden verglichen detaillierte Sonarkarten des Meeresbodens der Kieler Bucht, die 2014 und erneut 2024 aufgenommen wurden. Dieses Gebiet liegt entlang eines engen Verkehrskorridors, in dem große Frachter und Fähren festen Routen in und aus dem Kanal folgen. Das Team teilte den Meeresboden in drei Zonen ein: ein ruhigeres Schlickgebiet, eine rauere Zone mit glazialen Ablagerungen und einen zentralen Streifen direkt unter den Hauptschifffahrtswegen. In diesem zentralen Streifen fanden sie Hunderte flacher Gruben um vergrabene Findlinge, Sanddünenzüge und zwei lange, flache Sandrücken, die sich über mehr als fünf Kilometer erstrecken. Durch Subtrahieren der alten von den neuen Tiefenkarten entdeckten sie, dass einige Stellen innerhalb von zehn Jahren um bis zu 1,5 Meter flacher oder tiefer geworden waren — Veränderungen, die weit größer und schneller sind als durch natürliche Sedimentation zu erwarten und genau dort konzentriert sind, wo Schiffe am häufigsten passieren.

Schiffsheckwellen von der Oberfläche bis zum Meeresboden verfolgen

Um zu untersuchen, wie Schiffe eine so dramatische Umgestaltung verursachen können, verfolgte das Team die Heckwellen von drei Frachtschiffen und zwei Fähren, während diese die Bucht querführten. Mittels eines Fischerechosounders kartierten sie Blasensäulen und Turbulenzen, die den Propellern folgten, während das Forschungsschiff langsam die Welle kreuzte. In Gewässern von 12–16 Metern Tiefe erstreckte sich die Störung häufig von der Oberfläche bis zum Meeresboden. Außerhalb der Wellen zeigte die Wassersäule deutliche Schichten unterschiedlicher Temperatur und Salzgehalt, getrennt durch scharfe Dichtesprünge. Innerhalb der Welle bogen sich diese Schichten, kräuselten sich wie innere Wellen und brachen stellenweise auseinander, was starke vertikale Durchmischung zeigte. Berechnungen der durch Propellerschübe auf den Boden ausgeübten Kräfte ergaben, dass die auf die Bodennähe wirkenden Scherspannungen hoch genug sind, um Sandkörner zu bewegen, sie in Schwebe zu heben und die darunterliegenden glazialen Ablagerungen allmählich abzutragen.

Von Mulden und Rücken zu Veränderungen im Ökosystem

Das Muster der Meeresbodenstrukturen weist direkt auf wiederholte Ausspülungen durch Schiffsheckwellen hin. Um hervorstehende Steine graben starke Strömungen längliche Vertiefungen mit einer steilen „stromaufwärts“ Wand und einer sanften „stromabwärts“ Böschung, deren Ausrichtung mit den beiden Hauptfahrtstrecken im Verkehrstrennungsgebiet übereinstimmt. Der aus dem Grund aufgewirbelte Sand geht nicht einfach verloren; er wird innerhalb des Korridors umverteilt und bildet Rippeln, glatte Sandflächen und die auffälligen linearen Rücken, die unter den routinemäßig befahrenen Fahrstrecken von Doppelpropeller-Fähren liegen. Gröbere Gesteinsstücke bleiben als Anker für weitere Erosionsprozesse zurück, während feinste Tone und Schluffe von Hintergrundströmungen fortgetragen werden. Hochgerechnet auf alle flachen, stark befahrenen Bereiche der Ostsee schätzten die Autorinnen und Autoren, dass Schiffsheckwellen bereits etwa einen Kubikkilometer Sediment mobilisiert haben könnten — genug, um für regionale Element- und Kohlenstoffbilanzen relevant zu sein.

Was das für Leben und Klima in der Ostsee bedeutet

Für Nichtfachleute lautet die Kernbotschaft: Alltäglicher Schiffsverkehr hinterlässt weit mehr als nur einen weißen Schaumstreifen an der Oberfläche. In flachen, stark befahrenen Bereichen wie der Kieler Bucht durchstoßen Propellerwellen wiederholt natürliche Schichtungen im Wasser, vermischen sauerstoffreiche und sauerstoffarme Schichten, wirbeln Nährstoffe auf und beeinflussen wahrscheinlich die Freisetzung von Treibhausgasen aus dem Meeresboden. Gleichzeitig formen sie den Meeresboden um und erschweren die Ansiedlung stabiler Bodenlebensgemeinschaften, während Arten begünstigt werden, die mit ständigen Störungen zurechtkommen. Diese Effekte, über Jahrzehnte und Tausende Fahrten aufsummiert, könnten die Ökosysteme und die Chemie der Ostsee subtil, aber deutlich verändern. Die Autorinnen und Autoren plädieren für besseres Monitoring dieser wellengetriebenen Veränderungen und weisen darauf hin, dass schon kleine Anpassungen von Schifffahrtsrouten helfen könnten, Erosions-„Autobahnen“ am Meeresboden zu begrenzen und zugleich den globalen Handel aufrechtzuerhalten.

Zitation: Geersen, J., Feldens, P., Rollwage, L. et al. Ship wake-induced water column mixing and meter-scale seabed erosion in the Baltic Sea. Nat Commun 17, 1350 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68875-6

Schlüsselwörter: Schiffswellen, Meeresbodenerosion, Ostsee, Durchmischung der Wassersäule, Auswirkungen des Seeverkehrs