Hydroakustisches Stationsnetz des IMS

Das weltweite Netz mit Hydroakustik-Stationen besteht aus nur elf in den Weltmeeren verteilten Stationen. Obwohl die abzudeckende Fläche größer als die der Kontinente ist, reicht diese geringe Anzahl aus, um kleine Unterwasserexplosionen aufspüren zu können. Dies wird durch eine nahezu ungedämpfte Ausbreitung der Wellen im so genannten SOFAR-Kanal (SOund Fixing And Ranging) in einem Tiefenbereich von etwa 1000 m unterhalb der Meeresoberfläche ermöglicht. Die von einer Unterwasserexplosion erzeugten Schallwellen breiten sich in diesem Wellenleiter, vergleichbar mit Licht in einem fiberoptischen Kabel, aus und können noch in großen Entfernungen registriert werden.

Die Topographische Weltkarte zeigt die Verteilung der hydroakustischen Stationen, die als Sterne dargestellt sind Quelle: BGR

Die sehr aufwendigen und teuren hydroakustischen Stationen bestehen aus mehreren Sensoren (Hydrophon), die mittels Auftriebskörpern im SOFAR Kanal platziert werden. Die Stromversorgung der Station erfolgt über ein Unterwasserkabel zur nächstgelegenen Insel oder zum Festland, wie auch die Übertragung der aufgezeichneten Daten. Deutschland ist bei diesem Netz mit keiner Station beteiligt, jedoch wird bei der Forschungsanstalt für Wasserschall und Geophysik (FWG) in Kiel an technologischen Weiterentwicklungen gearbeitet.

Frühe Experimente in den 70er Jahren haben bereits gezeigt, wie leistungsstark ein globales hydroakustisches Netzwerk sein kann. So wurde der Wasserschall einer Testsprengung vor der australischen Westküste mit 100 kg (0.0001 kt) TNT-Äquivalent auf den 20.000 km entfernten Bermuda-Inseln registriert. Das folgende Beispiel, für das beim IDC digitale Daten zur Verfügung stehen, zeigt eine Unterwasserexplosion unbekannter Stärke östlich der Küste Sri Lankas, die an allen drei Stationen im Indischen Ozean registriert wurde.

Das Beispiel einer Unterwasserexplosion unbekannter Stärke vor der Küste Sri Lankas vom 27. Mai 2003 zeigt links die topographische Karte mit der Quelle und der Station auf dem Chagos Archipel im Indischen Ozean, in der Mitte die Richtungspeilung sowie rechts die aufgezeichneten Wasserschallsignale in Pascal (Pa) Quelle: BGR

Um die hohen Kosten, die beim Aufbau und der Wartung hydroakustischer Messsystemen anfallen, zu minimieren, handelt es sich bei fünf der elf Stationen um so genannte Tertiär-Stationen (T-Stationen). Diese sind mit Seismometern anstelle von Hydrophonen ausgestattet und stehen auf Vulkaninseln wie z.B. den Azoren im Atlantik. Dank der nahezu verlustfreien Schallausbreitung im SOFAR-Kanal und der guten Ankopplung zwischen Wasser und Vulkaninsel werden die vom Wasser auf das Gestein übertragenen Schwingungsanregungen von den hochempfindlichen Seismometern registriert. Zwar sind diese Stationen nicht so empfindlich wie Hydrophonsysteme, jedoch erfüllen auch sie die Anforderung der Detektion von Kernsprenungen mit Ladungsstärken von etwa 1 kt.