“Bridge for lab. We reached the bottom.” Two clicks in the walky-talky: the confirmation from the bridge. In the lab, on boxes, tables, and even on the floor gather the scientists around the screen, on which fine lines slowly appear, and on which a blue-grey turns into a pale yellow. Dark spots become rocky boulders, laying around on the sediment. A cliff comes in sight, with only darkness behind it. The camera moves to the starboard side and shows a steep inclination of the entire area. Here, HyBis, a remotely operated device with live video stream from the seafloor, cannot deploy the ocean bottom seismometer (or short: OBS).

Since one week, we have been in our working area (the TAG hydrothermal field), where we will place in total 22 OBS on the seafloor. Some of the 22 instruments can be deployed in the so-called “freefall-mode”, so we put them over the side of the vessel above their planned position and they sink independently, and at best vertically, down. Sending and receiving acoustic signals to and from the OBS allows to determine their final position on the seafloor. Where instruments need to record data close to or on top of the sulfide mounds related to active and inactive hot springs, a more controlled deployment is necessary. This is where HyBis comes in.
HyBis is equipped with powerful LED spots, a swim body (to keep it buoyant in seawater), several video cameras, a depth sensor, a compass, small thrusters to manoeuvre, as well as a frame to carry the OBS to be deployed. HyBis is connected to the ship via a special wire, which is not only for heaving HyBis back on deck, but also transmits the video footage live to the vessel via a fibre-optic cable.

Ready to go: Hybis on deck with an attached OBS. The winch with the wire that transmits the video from the seafloor to the vessel is in the background. / Fertig zum Abtauchen: Hybis mit einem auszubringen OBS. Im Hintergrund steht die Winde mit dem speziellen Draht, der das Video vom Meeresboden aufs Schiff überträgt. (© M. Klischies)

After two hours of HyBis’ decent, this is why so many scientists huddle into a small lab, excited to see images from 3500 m of water depth. If the seafloor is reached, the HyBis pilots have to find an even area to deploy the OBS, which can sometimes be difficult in our working area. After the deployment, the positioning of the OBS is checked, and Hybis takes some time to explore the surrounding environment. The surrounding seafloor, we have already mapped and measured before from our vessel and programmed robots, but only a few people have ever seen it live with their own eyes. Although this is a very exciting and fascinating experience, we have to continue in our schedule: “Bridge for lab. We are heaving HyBis back on deck, now.”
The next OBS is waiting for its deployment.

Hybis goes over board and starts its two hour descent into the darkness of the deep sea, at ca. 3500 m water depth. / Hybis geht über Bord und startet sein zweistündiges Absinken in die Dunkelheit der Tiefsee, bis auf ca. 3500 m Wassertiefe. (© M. Klischies)

Einmal zum Meeresboden und zurück

„Brücke für Labor. Wir haben Bodensicht.“ Es knackt zweimal in der Funkleitung: die Bestätigung von der Brücke. Im Labor, verteilt auf Kisten, Tischen und dem Fußboden drängen sich die Wissenschaftler um den Bildschirm, auf dem sich langsam feine Linien abzeichnen, auf dem das Blau-Grau durch Beige abgelöst wird. Dunkle Flecken entpuppen sich als Gesteinsbrocken, die auf dem Sediment überall verteilt liegen. Eine Kante wird sichtbar, hinter der es steil bergab geht. Ein Kameraschwenk nach steuerbord offenbart einen starke Neigung des Meeresbodens. Hier kann HyBis, ein ferngesteuerter Geräteträger mit Live-Videoübertragung vom Meeresboden, das Ozeanbodenseismometer (kurz: OBS) nicht absetzen.

Seit gut einer Woche befinden wir uns nun im Arbeitsgebiet (über und um das TAG Hydrothermalfeld) und verteilen insgesamt 22 OBS auf dem Meeresboden. Einige der 22 Geräte können im „Freifall-Modus“ ausgesetzt werden, d.h. sie werden über ihrer angedachten Position von Bord gelassen und sinken alleine, am besten genau senkrecht, nach unten. Ihre endgültige Position kann anschließend mit dem Senden und Empfangen von akustischen Signalen bestimmt werden. Die OBS-Instrumente, die in der Nähe oder auch oben auf den Sulfidhügeln der inaktiven und aktiven heißen Quellen Daten aufzeichnen sollen, müssen kontrollierter abgesetzt werden. Dafür haben wir HyBis an Bord.

HyBis ist mit leistungsstarken LEDs ausgestattet, einem Schwimmkörper (damit es unter Wasser „schweben“ kann), mehreren Videokameras, einem Tiefenmesser, einem Kompass, kleinen Propellern zum Manövrieren sowie einer Halterung für das abzusetzende OBS. Verbunden ist HyBis mit dem Schiff über ein besonderes Kabel, das nicht nur das spätere Heraufziehen ermöglicht, sondern das auch während der ganzen Operation das Videomaterial in Echtzeit ans Schiff übertragen kann.

So kommt es, dass nach gut zwei Stunden Tauchgang, wenn der Meeresboden in Sichtweite kommt, sich fast die gesamte wissenschaftliche Besatzung in das Labor um die Bildschirme zwängt und gespannt auf erste Bilder aus mehr als 3500 m Tiefe wartet. Für das abzusetzende OBS muss eine möglichst ebene Stelle auf dem Meeresboden gefunden werden, was sich manchmal als erstaunlich schwierig herausstellt. Nach dem Absetzen des OBS wird die Lage des Gerätes überprüft und ein wenig Zeit darauf verwendet, den Meeresboden in der näheren Umgebung zu erkunden. Meeresboden, den wir zwar vom Schiff aus oder mit programmierten Robotern bereits vermessen haben, den aber nur wenige Menschen je zuvor live, in Bildern und in Farbe gesehen haben. Doch so beeindruckend und faszinierend es auch ist, irgendwann muss es weiter gehen im Plan: „Brücke für Labor. Wir hieven HyBis jetzt zurück an Deck.“

Das nächste OBS wartet auf seinen Einsatz.

Ready to record: The HyBis cameras image a deployed OBS on the seafloor. From now on, the seismometer will detect movements of the seafloor, e.g. earthquakes or vibrations manually induced from board the Meteor. / Fertig zum Aufzeichnen: Die HyBis Kameras zeigen ein ausgebrachtes OBS auf dem Meeresboden. Von nun an wird das Seismometer die feinsten Bewegungen des Meeresbodens aufzeichnen, zum Beispiel Erdbeben oder Vibrationen, die mittels Luftkanonen kontrolliert von Bord der Meteor ausgelöst werden. (© A. Gil)