Wie Satelliten den Meeresboden kartieren: Bathymetrie aus dem All

Satelliten können den Meeresboden nicht direkt „sehen“ – Wasser blockiert Licht und Radar. Stattdessen leiten sie Bathymetrie (Seebodentiefe) ab, indem sie die Meeresoberflächentopographie messen, die Seebodenmerkmale über Gravitation spiegelt.

Primäre Techniken

1. Radar-Altimetrie (Jason, Sentinel-6, CryoSat, Geosat, ERS)

Misst Meeresoberflächenhöhe (SSH) auf ~cm Genauigkeit. Seamounts, Rücken, Gräben erzeugen winzige Gravitationsanomalien: Massexzess → Meeresoberflächenwulst (cm–m); Massendefizit → Senke. Inversion dieser Gravitationsanomalien liefert Bathymetrie.

2. Satelliten-basierte Bathymetrie (SDB) – Optisch (Landsat, Sentinel-2, WorldView)

In flachem, klarem Wasser (<30–50 m) dringen multispektrale Bänder ins Wasser ein. Algorithmen (Bandverhältnisse, physikbasiert) konvertieren Reflexion in Tiefe. Hohe Auflösung (10 m–2 m), aber auf Küstenzonen begrenzt.

3. LiDAR (ICESat-2, airborne)

Grüner Laser (532 nm) dringt ins Wasser; misst Bodenrücklauf. Airborne LiDAR kartiert Küstennah-Bathymetrie mit <1 m Auflösung. Weltraum-basiert (ICESat-2) liefert spärliche, aber präzise Spuren.

4. Gravitations- & Magnetikanomalien (GRACE, GOCE, Swarm, EMAG2)

Gravitationsmissionen kartieren Erdschwerefeld; Magnetmissionen detektieren Krustenmagnetisierung. Beide begrenzen tiefe Struktur und tektonische Merkmale.

Limitationen & Synergie

Satelliten-Bathymetrie-Auflösung: ~1–5 km (Altimetrie), ~10–30 m (SDB). Schiffsbasiertes Multibeam-Sonar erreicht <10 m Auflösung, deckt aber <25% des Ozeans ab. Das Seabed 2030 Projekt fusioniert Satelliten-Gravitation, Schiffsspuren und Vorhersagen, um den gesamten Meeresboden bis 2030 zu kartieren.