Optische und akustische Wahrnehmung unter Wasser

Wie wir wissen, ist Wasser ein Medium, in dem viele physikalische Eigenschaften, wie wir sie an Land kennen, eine andere Gültigkeit besitzen - Objekte erscheinen durch die Taucherbrille größer, Schallwellen breiten sich schneller aus und Farben verblassen nach wenigen Metern. Wie es sich speziell mit unseren Sinnen unter Wasser verhält, verrät Ihnen unsere kleine Exkursion.

 

Sehen unter Wasser

Sobald Lichtstrahlen auf die Wasseroberfläche treffen, werden sie entweder reflektiert oder beim Übergang ins Wasser gebrochen. Bei diesem Übergang werden die Lichtstrahlen vom Wasser absorbiert und verlangsamt, dabei geben sie ihre Energie in Form von Wärme weiter.

Nicht nur Höhlentaucher müssen mit wenig Licht auskommen. Da Licht im Grunde nichts anderes als elektromagnetische Strahlung ist, die sich wellenförmig ausbreitet, wird es mit zunehmender Wassertiefe schwächer, bis es seine gesamte Energie abgegeben hat.

Das für das menschliche Auge wahrnehmbare Spektrum erstreckt sich über einen Wellenlängenbereich von 380 - 780 nm. Rotlicht liegt im oberen Wellenlängenbereich und ist am energieärmsten, weshalb es unter Wasser schon nach wenigen Metern nicht mehr vorkommt. Viele Fische unterhalb dieser Grenze weisen daher eine rötliche Färbung auf, sodass sie von Fressfeinden schwerer wahrgenommen werden können.

Lichtstrahlen, die kurzwelliger und energiereicher sind als Rotlicht, dringen weiter ins Wasser ein, doch auch sie verblassen mit zunehmender Tiefe. Rot verschwindet als erstes nach fünf Metern Wassertiefe, gefolgt von Orange, dann Gelb, dann Grün und schließlich verschwindet auch das energiereiche Blaulicht - aus diesem Grund verläuft die Farbwahrnehmung in Tiefen von 30-50 Metern ins Grünblaue.

 

Sehen unter Wasser

Für Taucher bedeutet die optische Veränderung des Lichtes eine andere Wahrnehmung der Farben. Weil auf den ersten Metern jedoch nur der Rotton verschwindet, finden Rifftaucher trotzdem eine vielfältige Farbenpracht vor. Erst ab 30 Metern geht die Umgebung in eine stetige grünliche und bläuliche Farbe über. Ab diesen Tiefen verschwindet nicht nur ein Großteil der Farben, sondern es wird auch wesentlich dunkler.

 

Schwebeteilchen beeinflussen die Lichtabsorption

Es besteht ein großer Unterschied zwischen der Farbabsorption auf offener See und in Küstennähe. Grund für den Unterschied sind die sogenannten Schwebeteilchen, bestehend aus unterschiedlichen Dingen, wie Schlamm, tierischen und pflanzlichen Organismen, Sand und Plankton. Sie wirken wie eine Art Filter und sorgen dafür, dass nur bestimmte Lichtwellen ins Wasser vordringen. Plankton beispielsweise absorbiert große Mengen an blauer und violetter Strahlung, sprich Lichtwellen, die normalerweise in tiefere Regionen vordringen. Trübungen in höheren Wasserschichten können demnach das Absorptionsbild deutlich verändern und für eine verfälschte Farbwahrnehmung sorgen.

 

Hören unter Wasser

Auch wenn man es sich nicht vorstellen kann, breiten sich Schallwellen unter Wasser wesentlich schneller aus als an der Luft. Grund dafür ist die unterschiedliche Anordnung der Moleküle. Wassermoleküle sind so aufgebaut, dass sie sich um ein zehnfaches stärker anziehen als Luftmoleküle, weshalb sie sich schneller zu einer Flüssigkeit verdichten - Luft benötigt dafür Temperaturen um die -196 Grad Celsius.

Aufgrund der höheren Dichte von Wasser liegen die Moleküle enger beieinander und können die Schallwellen, die sich stoßwellenartig über die Moleküle ausbreiten, schneller übertragen. Dementsprechend breiten sich Schallwellen im Wasser viermal schneller aus als an der Luft. Die Schallgeschwindigkeit an der Luft beträgt je nach Temperatur  ca. 343 m/s; Schallwellen im Wasser hingegen breiten sich mit 1484 Metern pro Sekunde aus.

 

Hören unter Wasser

 

Was bedeutet das für Taucher?

Unterwassergeräusche können von Tauchern sehr gut wahrgenommen werden. Aufgrund der hohen Schallgeschwindigkeit ist es jedoch nicht möglich, den Geräuschen eine entsprechende Richtung zuzuordnen, was eine akustische Orientierung unmöglich macht. An Land haben wir dieses Problem nicht, da sich der Schall zwar immer noch schnell, jedoch wesentlich langsamer ausbreitet und wir aufgrund des Abstands unserer Ohren das Geräusch lokalisieren können - damit ist gemeint, dass unsere Ohren den zeitlichen Abstand der Schallwellen leichter erfassen.

Zu verstehen, wie sich die physikalische Eigenschaften ändern, trägt also stark zur Sicherheit beim Tauchen bei. Ebenfalls sollten Taucher wissen, dass die Übertragung von Schallwellen zwischen Luft und Wasser nicht möglich ist. Geräusche, die oberhalb der Wasseroberfläche entstehen, können nicht ins Wasser eindringen und werden reflektiert. Umgekehrt dringen auch keine Geräusche aus dem Wasser an die Oberfläche. Dies liegt an den extrem unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen sich der Schall im jeweiligen Medium fortbewegt.