Der Albatros — Flugmeister auf Ozeanwinden
Anmutig. Kontrolliert. Mühelos. So nehmen Generationen von Seeleuten auf den fernen Meeren den Wanderalbatros (Diomedea exulans) wahr und wundern sich über seine Fähigkeit, ohne Flügelschlag in der Luft zu bleiben.
Es ist bekannt, dass der Albatros auf einer einzigen Reise bis zu 16000 km zurücklegt und den Globus in 46 Tagen umrundet.1,2 Der Albatros fliegt nicht höher als etwa 20 Meter über der Meeresoberfläche während er in den Weiten des Ozeans nach Tintenfischen und Fischen sucht. Dabei kann er Monate oder sogar Jahre auf See verbringen.
Etwa die Hälfte seiner Zeit verbringt er damit, nach Nahrung zu tauchen oder an der Oberfläche zu schwimmen; die restliche Zeit bleibt der Albatros in der Luft. Als äußerst energieeffizienter Langstreckenflieger ist seine Herzfrequenz (ein Indikator für den Energieverbrauch) unter günstigen Flugbedingungen fast so niedrig wie seine Ruhefrequenz auf Land.3
Auch andere Vögel sind für ihren mühelosen Langstreckenflug ohne Flügelschlag bekannt. Pelikane beispielsweise fliegen in thermischen Aufwinden in große Höhen, bevor sie über große horizontale Distanzen nach unten gleiten. Doch draußen auf dem offenen Wasser, fernab von Landmassen, die durch die Sonne erwärmt werden, gibt es keine thermischen Aufwinde oder Luftströmungen, die von Gebirgsketten oder Küstenklippen nach oben getrieben werden, um aufzusteigen. Wie macht es also der Albatros?
Er scheint in der Lage zu sein, nach Belieben in der Luft zu bleiben und in einer Reihe von anmutigen Seitwärtskurven, Aufstiegen und Sinkflügen über den Wellen des Ozeans kontinuierlich hin und her zu gleiten.
Doch erst, wenn der Wind weht.
Wenn der Wind bis auf etwa 30 km/h abflaut, kann der Albatros nicht aufsteigen. Und während seine langen, schmalen Flügel fantastisch zum Gleiten und Segeln geeignet sind, verhält es sich mit dem Flügelschlagen ganz anders. Da Albatrosse also nicht in der Lage sind, einen anhaltenden Schlagflug durchzuführen, bedeutet dies, dass sie bei nachlassendem Wind zu Boden gezwungen werden und auf der Meeresoberfläche ruhen müssen, bis der Wind wieder auffrischt.
Es ist also kein Zufall, dass Albatrosse eher in den außergewöhnlich windigen, südlichen Breiten der „Roaring Forties“ und „Furious Fifties“ (dt. etwa Brüllende Vierziger und Wilde Fünfziger, ausgeprägte Westwindzonen, Anm. d. Übers.) zu finden sind, also Gebiete von der Antarktis bis Südafrika, Australien und Südamerika. Im Nordpazifik findet man Albatrosse, die die Ozeanflächen von Hawaii bis Japan sowie Alaska und Kalifornien durchqueren. In äquatorialen Meeren mit ihren berühmten windschwachen „Doldrums“ (Ausdruck in der Seemannssprache für Windstillen, Anm. d. Übers.) sind Albatrosse nicht zu finden. Eine Ausnahme bildet lediglich das Gebiet um die Galápagos-Inseln, wo die Winde durch das kühle Wasser des Humboldtstroms stärker sind.
In Samuel Taylor Coleridges berühmtem Gedicht von 1798, The Rime of the Ancyent Marinere (dt. Die Ballade vom alten Seemann, Anm. d. Übers.), befindet sich der Seemann, der den Albatros tötete, an Bord eines in Flaute geratenen Segelschiffs. Da Albatrosse bei Windstille nicht überleben können, scheint der tote Vogel um seinen Hals eine treffende Metapher zu sein. Aber geben Sie einem Albatros mehr als eine durchschnittliche Meeresbrise, und er schwingt sich wieder als unübertroffener Beherrscher der Lüfte über die Wellen hinauf.
Einige Forscher hoffen, die Fähigkeiten des Albatros eines Tages im Bau von Drohnen und anderen unbemannten Luftfahrzeugen nachahmen zu können. Dabei legen sie immer neue Geheimnisse der Funktionsweisen frei, die diesem Flugkünstler dazu verhelfen, die Meereswinde so geschickt zu nutzen. Der Albatros ist ein Meister des sogenannten dynamischen Segelflugs, bei dem er unterschiedliche Windgeschwindigkeiten (Windscherung) in der Nähe der Meeresoberfläche nutzt, um aus dem Wind Energie zu gewinnen.4
Ausnutzung der Windscherungszone
Wie jeder Luftfahrtstudent weiß, entsteht Reibung in der untersten Windschicht, die über eine beliebige Oberfläche bläst. Deshalb wird sie abgebremst. Diese Schicht wird dann gleicherweise zu einem Hindernis, das in geringerem Maße die über ihr liegende Windschicht verlangsamt, was wiederum die darüber liegende Schicht etwas verlangsamt, und so weiter (Jede reibungsbehaftete Strömung bildet an einer festen Oberfläche diese sogenannte Grenzschicht aus; Anm. d. Übers.). In 20 Metern Höhe wird der Wind also deutlich stärker sein als auf Meereshöhe, mit einem Gefälle der dazwischenliegenden Windgeschwindigkeiten. Es ist diese 10 bis 20 Meter hohe Windscherungszone über der Meeresoberfläche, die der Albatros für seinen Flug ausnutzt.
Es gibt vier leicht erkennbare Phasen in jedem Flugzyklus. Zuerst erfolgt ein Anstieg in Luv (windzugewandt). Auf maximaler Flughöhe dann dreht er eine Kurve von Luv nach Lee (windabgewandt), mit der er seinen Sinkflug in Lee einleitet und schließlich eine Umkehrkurve nahe der Meeresoberfläche vollführt, die nahtlos in den Luv-Anstieg des nächsten Zyklus übergeht. In keiner dieser Phasen schlägt der Albatros mit den Flügeln, vielmehr werden seine Flügel durch ein Schulterschlosssystem fest in ausgestreckter Position gehalten. Dies erlaubt es ihm seine Flügel sogar ohne Muskelkraft offen zu halten. Eine Eigenschaft, die er mit dem Riesensturmvogel teilt. Die einzige Muskelanstrengung, die aufgewendet wird, ist die Ausregelung im Kurvenflug.
Der Schlüssel dazu, wie dynamisches Segelfliegen einen anhaltenden Flug ermöglicht, liegt in der Richtungsänderung des Albatros. In der ersten Phase, wenn der Albatros nach Luv gerichtet ist, verliert er einen Großteil seiner Energie durch Luftwiderstand und wandelt den Rest beim Aufsteigen in potenzielle Lageenergie um. Der Energiezuwachs kommt am höchsten Punkt des Flugzyklus, wenn sich der Albatros in Lee dreht. Während er in Lee gleitet, übt der Wind während des gesamten Sinkfluges eine antreibende Wirkung aus, die dem Albatros am untersten Punkt des Sinkfluges die maximale Gesamtenergie verleiht. Beim Zurückdrehen von Lee nach Luv verliert der Albatros unweigerlich Energie, aber da die Windgeschwindigkeiten in der Nähe der Wasseroberfläche viel langsamer sind, erzielt der Albatros einen deutlichen Energieüberschuss. Das dynamische Segelfliegen ermöglicht es dem Albatros also, in der Nähe der Meeresoberfläche genügend Energie aus der Windscherung zu gewinnen, um in jede Richtung, auch gegen den Wind, ohne große Anstrengung fliegen zu können. Eine Forschergruppe formulierte es in einem Artikel mit dem Titel The nearly effortless flight of the albatross (dt. Der fast mühelose Flug des Albatros, Anm. d. Übers.) folgendermaßen:
„Der Vogel hat über den gesamten Zyklus immer noch einen ‚Schubgewinn‘, der den Luftwiderstand gerade so überwindet. Solange er dieses Muster von Tauch-, Sturz- und Kurvenflügen beibehält, kann er weiterfliegen – kostenlos fliegen.“5
„Kostenlos fliegen“ – durch Design!
Die Tatsache, dass Luftfahrtingenieure diese Erkenntnisse in ihre Entwürfe von Drohnen5,6 und unbemannten Fluggeräten4 einfließen lassen wollen, deutet darauf hin, dass auch der Albatros selbst designt wurde, inklusive seiner Fähigkeit zum dynamischen Segelfliegen. Und natürlich könnte der Albatros dieses Verhalten nicht entfalten, ohne auch über die nötige Infrastruktur zu verfügen. Beispielsweise befinden sich entlang jeder Seite seines Schnabels zwei nasale „Röhren“, von denen man annimmt, dass sie analog zu Pitot-Rohren moderner Flugzeuge die Fluggeschwindigkeit messen.7 Unverzüglich vorliegende genaue Informationen über die Fluggeschwindigkeit ermöglichen es dem Albatros, im Bruchteil einer Sekunde Entscheidungen darüber zu treffen, wann und wie er sich drehen soll – was für das dynamische Segelfliegen erforderlich ist. Pitot-Rohre wurden per Design in Flugzeuge integriert und genauso auch das Pendant beim Albatros. Und so wie das Schlosssystem für die klappbaren Flügel von Marineflugzeugen designt wurde, so wurde auch das Schlosssystem der Flügel des Albatros designt. Ganz zu schweigen von der Fülle anderer Notwendigkeiten, die schon für den einfachen Flug benötigt werden,8 oder von der Art der Beherrschung der Lüfte, die der Albatros in seiner eigenen speziellen Zone knapp über den vom Wind getriebenen Wellen zeigt. Wer hätte gedacht, dass ein Lebewesen in der Lage sein würde, einen Großteil seines Lebens in einer solchen Zone, auf eine solche Art und Weise, in so riesigen und scheinbar leeren Gebieten zu verbringen? Und so bleibt nur zu sagen, was der Psalmist schon schrieb:
HERR, wie sind deine Werke so viele! Du hast sie alle in Weisheit gemacht, und die Erde ist erfüllt von deinem Besitz. (Psalm 104,24)
Der Albatros und die Arche
In einer äußerst eindringlichen Widerlegung der lokalen Sintflut-Theorien besagt 1. Mose 7,14, dass „jeder Vogel nach seiner Art“ in die Arche ging – also einschließlich des Albatros. Da dieser Vogel von jüdischen Gelehrten in Bezug auf das mosaische Gesetz im Allgemeinen als unrein angesehen wird, hätte Noah nur ein Paar der „Art“ (im Sinne der erschaffenen Art, nicht Art im modernen taxonomischen Sinne, Anm. d. Übers.) Albatrosse an Bord der Arche gebracht (1. Mose 1,20-23, 6,19-20), im Gegensatz zu den sieben Paaren, die ihm für reine Vögel befohlen wurden (1. Mose 7,2-3). Beachten Sie, dass „Art“ nicht dasselbe bedeutet wie „Spezies“ oder gar „Gattung“. Diese sind lediglich menschliche (permanent veränderliche!) Konstrukte, wovon es auch unter den Albatrossen viele gibt.
Im Laufe der Jahre haben verschiedene Forscher bis zu 80 verschiedene Spezies gezählt, jedoch waren viele davon falsch beschriebene Jungvögel. Dieses Problem taucht häufig in der Zoologie und besonders in der Paläontologie auf, beispielsweise bei Dinosauriern. Gegenwärtig argumentieren die meisten Taxonomen (sie befassen sich mit der Einordnung der Lebewesen in systematische Kategorien, Anm. d. Übers.) für 13-24 Arten, die sich auf vier Gattungen verteilen: die großen Albatrosse (Diomedea), die Nordpazifikalbatrosse (Phoebastria), die Weißkappenalbatrosse (Thalassarche) und die dunklen Rußalbatrosse (Phoebetria). Die „Art“ ist also wahrscheinlich mindestens so breit zu verstehen wie die Familie der Albatrosse (Diomedeidae).
Und es ist möglich, dass die Art der Albatrosse sich über die Familie hinaus erstreckt und auch Sturmvögel umfasst, d.h. so breit wie die Ordnung Procellariiformes (die „Röhrennasen“-Seevögel) zu verstehen wäre. Vor allem die Riesensturmvögel (Macronectes) weisen viele Ähnlichkeiten mit Albatrossen auf, wie etwa schwere Körper, lange, schmale Flügel mit einem Schulterschlosssystem und Schwimmhäute. Auch zeigen sie den gleichen schwerfälligen Start mit wütend über die Wasseroberfläche prasselnden Beinen und Füßen. Alle Procellariiformes, einschließlich der Albatrosse und Sturmvögel, haben ausgeprägte Nasenröhren, die entlang ihres Schnabels verlaufen; aber während die Albatrosse auf jeder Seite eine haben, haben Sturmvögel zusammengewachsene röhrenförmige Nasenlöcher an der Spitze des Schnabels.
Wenn man bedenkt, dass Vertreter der Albatros-Art heute lange Zeit, mitunter sogar Jahre, auf See verbringen können, ohne an Land gehen zu müssen, warum hätten Albatrosse dann überhaupt auf der Arche sein müssen? Ein möglicher Hinweis findet sich in 1. Mose 8,1, wo nach 150 Tagen der Überschwemmung „Gott einen Wind über die Erde wehen ließ“. Wenn man daraus schließen kann, dass vor diesem Zeitpunkt, das heißt während der ersten fünf Monate der Sintflut, wenig oder gar kein Wind wehte, dann wäre ein dynamisches Segelfliegen unmöglich gewesen. Auf jeden Fall aber überleben heutige Albatrosse so lange Zeitperioden auf See, indem sie sich von Tintenfischen und Fischen ernähren, die sie in klaren blauen ozeanischen Gewässern suchen und nicht in den zweifellos schlammigen, mit Trümmern übersäten und oft gefährlichen Flutgewässern. 1. Mose 7,23 macht im Zusammenhang mit allen Arten, die an Bord der Arche genommen wurden, deutlich, dass keiner ihrer Vertreter nach Ablauf der ersten fünf Monate außerhalb der Arche am Leben blieb (1. Mose 7,14). Nur Noah war übriggeblieben, und diejenigen, die mit ihm in der Arche waren – darunter ein Paar der Albatros-Art, von dem alle Albatrosse, die wir heute sehen, abstammen.
Literaturangaben
- Johnston, I., How the unflappable albatross can travel 10,000 miles in a single journey, independent.co.uk, 17. November 2013. Zurück zum Text.
- Sachs, G., und 7 andere, Flying at no mechanical energy cost: Disclosing the secret of wandering albatrosses, PLOS One 7(9):e41449, 2012 | doi:10.1371/journal.pone.0041449. Zurück zum Text.
- D.h. eine Herzfrequenz während des Fluges von ca. 65-80 Schlägen pro Minute, verglichen mit 65 Schlägen pro Minute in Ruhe und einem Höchstwert von 230 Schlägen pro Minute beim Gehen an Land oder beim Abheben (von Land oder Meer). Weimerskirch, H., und 4 andere, Fast and fuel efficient? Optimal use of wind by flying albatrosses, Proc. R. Soc. Lond. B 267(1455):1869–1874, 2000 | doi:10.1098/rspb.2000.1223. Zurück zum Text.
- Fowler, C., Flying without flapping: The wandering albatross and the mechanics of dynamic soaring, blogs.bu.edu, 17. November 2012. Zurück zum Text.
- Traugott, J., Nesterova, A., und Sachs, G., The nearly effortless flight of the albatross: Measuring and modeling the bird’s aerial behavior could inspire new drone designs, spectrum.ieee.org, 28. Juni 2013. Zurück zum Text.
- Engineers identify key to albatross’ marathon flight: Flying in shallow arcs helps birds stay aloft with less effort, sciencedaily.com, 11. Oktober 2017. Zurück zum Text.
- Pennycuick, C.J., Gust soaring as a basis for the flight of petrels and albatrosses (Procellariiformes), Avian Science 2:1–12, 2002. Zurück zum Text.
- Siehe Kapitel 4: Flight, S. 63–82, in Sarfati, J., By Design: Evidence for nature’s Intelligent Designer—the God of the Bible, Creation Book Publishers, Atlanta, Georgia, USA, 2008. Zurück zum Text.
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