Plattentektonik

Seit dem 1. Januar 1994 gibt es den IGS (International GPS Service for Geodynamics), der für Forschungsvorhaben in Geodäsie und Geophysik alle wesentlichen Informationen zur Verfügung stellt: Die Bahndaten der 24 GPS - Satelliten mit Dezimierter- sowie ihre Uhrparameter mit Milliardstel-Sekunden-Genauigkeit, die Erdrotationsparameter sowie die Koordinaten und Geschwindigkeiten der 75 IGS-Beobachtungsstationen. Zur Qualtiätskontrolle der Daten des Referenzsystems berechnet man die Koordinaten täglich. Für das europäische Netz, das von Nord-Norwegen bis zu den Kanarischen Inseln reicht, ergeben sich von Woche zu Woche Abweichungen bei der Länge von 2,2, bei der Breite von 2,9 und bei der Höhe von 5,2 mm.

Bei der hohen Genauigkeit, die durch GPS zu erzielen ist, lassen sich bereits innerhalb weniger Jahre plattentektonische Bewegungen messen. Dabei sind pro Platte mindesten drei Stationen erforderlich. Bereits in den ersten beiden Jahren gab es beachtliche Ergebnisse, so verkürzt sich beispielsweise die Strecke zwischen Kokee Bay auf Hawaii und Fairbanks in Alaska um 48 mm pro Jahr, was gut mit dem geophysikalisch abgeleiteten Modell NUVEL, das einen Mittelwert für die letzten 3 Millionen Jahre liefert, übereinstimmt. In den Plattenrandbereichen werden dichte Stationsnetze aufgebaut, so in Japan mit 200 Stationen und in den Anden 190 Stationen. Die Landhebung Skandinaviens, die mit dem Abschmelzen der Eismassen vor rund 11000 Jahren einsetzte, sollen 25 Stationen beobachten.

Telemetrie in der Wildtierforschung

Anfang der 60er Jahre brach eine neue Ära der Wildtierforschung an. Gerade begann der Transistor die gesamte Elektronik zu revolutionieren. Erstmals konnten Ingenieure kleine, mobile Sender bauen, deren Signale weithin empfangbar waren. In dieser drahtlosen Telemetrie sahen Zoologen die Chance, mehr über die Lebensgewohnheiten und Wanderwege von Wildtieren zu erfahren, die anders nur schwer zu beobachten waren.

Die elektronische Pirsch hatte auch den Vorteil, dass die Tiere nur einmal durch das Anbringen des Senders gestört wurden. Danach konnten sie sich frei bewegen und wurden nicht mehr in ihrem Verhalten beeinträchtigt. Seit 30 Jahren hat die Telemetrie ihren festen Platz in der Wildtierforschung. Wissenschaftler kamen zu Erkenntnissen, die bis heute dem Arten- und Naturschutz zugute kommen.

Ein heißer Draht zu Wölfen (erdgebundene Telemetrie)

Für Christoph Promberger, den "Herrn der Wölfe", ist es völlig selbstverständlich, dass auch er die Telemetrie nutzt, um seinen Schützlingen möglichst unauffällig nachzuspüren. Dreizehn Wölfen aus sieben verschiedenen Rudeln hat er bisher Halsbandsender verpasst und die Raubtiere auf ihren Wanderungen verfolgt. Mit Hilfe des "wölfischen Radioprogramms" und Peilantennen lässt sich die Position feststellen.

Triangulation

Wird die Antenne direkt auf den Sender gerichtet, ist das Funksignal am stärksten, links und rechts davon schwächer. Durch Hin- und Herschwenken der Antenne lässt sich das stärkste Sendersignal leicht herausfinden, in dieser Richtung ist auch der anvisierte Wolf zu finden. Für eine genaue Positionsbestimmung sind allerdings zwei Peilung von verschiedenen Standorten nötig. Dort wo sich die beiden Peillinien schneiden, hält sich das Tier mit dem Senderhalsband auf. Das dabei angewandte Verfahren beruht auf der Triangulation.

Christoph Promberger hat beobachtet, dass die Karpatenwölfe immer wieder ihr angestammtes Revier verlassen und ausgedehnte Stadtbummel unternehmen. Während die Tiere im Wald jeden Menschen meiden, fühlen sie sich in städtischer Umgebung offenbar nicht bedroht und jagen auf Mülldeponien nach Ratten und Katzen. Mit Hilfe der Funkpeilung konnte Promberger die Wölfe bei ihren nächtlichen Beutezügen durch die transsylvanische Großstadt Brasov verfolgen. Der Kameramann Markus Zeugin hat die überraschenden Ausflüge der Tiere gefilmt.

Die Funksignale führten die Forscher auch zum Bau der Wölfin. Mit einer funkgesteuerten Kamera konnten sie die Aufzucht der Jungen und ihre spielerischen Wettkämpfe beobachten. Aufnahmen aus einem Tarnzelt wären nicht möglich gewesen. Die Witterung des Menschen hätte die Wölfe zur Flucht veranlasst.

Christoph Prombergers Fazit aus den telemetrischen Beobachtungen: Wölfe brauchen nicht zwingend eine ausgedehnte Wildnis als Lebensraum. Sie finden sich auch in unmittelbarer Nachbarschaft zum Menschen zurecht, sofern sie dort geduldet werden. In Rumänien haben sich die Leute auf die seltenen Raubtiere eingestellt. Wenn die Wölfe nun auch nach Deutschland und Frankreich einwandern, sollte man ihnen auch dort ein Bleiberecht gewähren.

Argusaugen für die Tierwelt (Satelliten-Telemetrie)

Unter den Tierarten gibt es eine ganze Reihe von Globetrottern. Dazu zählen Störche, Eisbären und Wale, die im Laufe eines Jahres weit auseinanderliegende Lebensräume und Nahrungsgebiete aufsuchen.

Die Verfolgung mit Richtantennen zu Fuß, per Auto, Schiff oder Flugzeug stößt da schnell an Grenzen. Eine neue Möglichkeit der globalen Überwachung tat sich auf, als 1957 der russische Satellit Sputnik I die Erde umrundete. Wissenschaftler der amerikanischen John-Hopkins-Universität bemerkten, dass sich die Frequenz der empfangenen Funksignale deutlich veränderte, je nach dem ob sich der künstliche Erdtrabant einer Empfangstation näherte oder von ihr entfernte.

Diesen sogenannten Dopplereffekt nutzten sie, um die Position des Satelliten auf seiner Bahn zu berechnen. Umgekehrt musste es auch möglich sein, dass ein umlaufender Satellit den Standort eines Senders auf der Erde ortet. Diese bahnbrechende Idee wurde zunächst vom Militär aufgegriffen, um Kriegsschiffe auf den Weltmeeren auszumachen. Erst 1978 ging das zivile ARGOS-System in Betrieb. Es wird seither neben der Positionsbestimmung von Schiffen, Containern und Lastkraftwagen auch zur globalen Beobachtung von Wildtieren eingesetzt.

Ortsbestimmung mit Hilfe des Dopplereffekts

Die an Tieren befestigten Sender funken auf einer festen Frequenz f = 401.650 MHZ. Da sich der empfangende ARGOS-Satellit relativ zu dem Sender bewegt, treten Dopplereffekte auf. Die vom Satelliten gemessene Frequenz F weicht also von der Senderfrequenz f nach oben oder unten ab.

Der Zug der Störche

Seit August 2001 tragen sechs Weißstörche aus der Elbtalaue Miniatursender auf dem Rücken. Die Namen der Tiere: Jonas, Prinzesschen, Sophie, Annamaria, Felix und Valinka.

Die erfahrenen Altstörche haben schon mehrmals im Osten Afrikas überwintert. Sie nehmen zwar stets den Luftweg über Südeuropa, die Türkei und den Nahen Osten. Doch diese Route variiert von Jahr zu Jahr, je nachdem welcher Gruppe von Artgenossen sie die Störche angeschlossen haben. Aus den Satellitenmessungen geht hervor, dass Prinzesschen in den letzten Jahren keineswegs immer die gleichen Strecken geflogen ist. Auch hat die Störchin ihr Winterquartier in verschiedenen Ländern Afrikas aufgeschlagen. Trotzdem fand sie immer wieder zum Storchenhof Loburg in Sachsen-Anhalt zurück. Von dort ist Prinzesschen am 24. August 2001 gestartet, hat von Mitte September bis Ende Oktober Rast im Sudan gemacht. Anschließend nahm sie Kurs auf die Küste Südafrikas und erreichte sie Mitte Januar 2001. Am 21. Februar hat die reiselustige Weißstörchin den Rückflug angetreten und war bereits einen Monat später in Israel.

Telemetrie total

Längst haben Forscher erkannt, dass es nicht ausreicht, nur die Wanderbewegungen von Wildtieren zu beobachten. Messfühler erfassen physiologische Parameter, wie Herzfrequenz, Temperatur oder Stoffwechselaktivität. Diese Daten sind auch über die ARGOS-Satelliten abrufbar. Dadurch erhalten Wissenschaftler zusätzlich einen Überblick über den Allgemeinzustand der Tiere während ihrer weiten Reisen. Seit es kleine Videokameras gibt, wird auch diese Technik in der Telemetrie eingesetzt. So sind schon Haie, Robben, Wale und Seeschildkröten zu unfreiwilligen Kameraleuten gemacht worden. Die sogenannte "Crittercam, eine Kamera mit Rekorder in wasserdichtem Gehäuse, wird mit einer Kunststoffhalterung auf die Haut der Tiere geklebt. Meeresbiologen können so die Tauchgänge der Tiere verfolgen und sehen, wo die verschiedenen Arten Nahrung suchen, was sie fressen und wie deren Tagesablauf aussieht. Nach einer vorprogrammierten Zeit löst sich die Crittercam vom Tier und kann per Funkpeilung geortet werden. Anschließend lassen sich die Aufnahmen auswerten.