Schallausbreitung im Wasser

Taucher hält im Mittelwasser inne und dreht den Kopf, während im Hintergrund ein Motorboot über ihn hinwegfährt.
Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Die Schallausbreitung im Wasser unterscheidet sich von der in Luft vor allem durch die Geschwindigkeit: Schall ist im Wasser rund vier- bis viereinhalbmal so schnell unterwegs. Das klingt nach einem Detail für die Physikstunde, hat aber eine unmittelbare Folge für jeden Taucher — das Richtungshören, das an Land zuverlässig arbeitet, funktioniert unter Wasser praktisch nicht mehr.

Die Zahlen — und warum zwei Quellen nicht dasselbe sagen

König und Lipp führen im Lehrbuch für Forschungstaucher eine Tabelle mit Schallgeschwindigkeiten: 333 m/s in Luft, 1440 m/s in reinem Wasser und 1500 m/s in Salzwasser bei 35 PSU und 14 °C. Ihre Zusammenfassung lautet, die Schallgeschwindigkeit sei im Wasser ungefähr 4,5-mal größer als in Luft.

Die GTÜM schreibt dagegen, im Wasser würden Schallwellen „ca. viermal so schnell transportiert wie in Luft“ — und nennt dafür keine Werte in Metern je Sekunde.

Die beiden Angaben werden hier nicht auf eine Zahl gebracht. Rechnerisch stützt die Tabelle den höheren Wert: 1500 geteilt durch 333 ergibt rund 4,5 — das ist meine eigene Rechnung, keine Aussage einer der Quellen. Für die Praxis ist die Unterscheidung ohne Belang; für die Zitierbarkeit ist sie es nicht.

Warum das Richtungshören zusammenbricht

Das Gehör bestimmt die Richtung einer Schallquelle im Wesentlichen aus zwei Unterschieden zwischen den Ohren: dem Zeitunterschied, mit dem der Schall eintrifft, und dem Lautstärkeunterschied. Beide schrumpfen unter Wasser.

Die GTÜM beschreibt das genau: Die Auftreffzeitdifferenz an beiden Ohren beträgt unter Wasser nur noch ein Viertel des Luftwertes, weil der Schall die Strecke zwischen den Ohren entsprechend schneller zurücklegt, und die Intensitätsunterschiede sind geringer. Die Folge fasst sie so zusammen: „Viele Schallereignisse lokalisiert man beim Tauchen daher ,im‘ Kopf, mit großer Erfahrung sind allenfalls grobe Richtungsangaben möglich.“ Und sie fügt hinzu, dass die persönlichen Erfahrungswerte des Hörens in Luft unter Wasser zu Fehleinschätzungen führen.

Was das für die Sicherheit heißt

Der praktisch wichtigste Fall ist das Boot. Man hört eine Schraube unter Wasser oft sehr deutlich und hat trotzdem keine brauchbare Information darüber, aus welcher Richtung sie kommt oder wie weit sie weg ist. Wer sich beim Auftauchen auf sein Gehör verlässt, verlässt sich auf den einen Sinn, der hier nicht liefert.

Als Tauchlehrer ziehe ich daraus zwei Konsequenzen, die ich im Kurs so vertrete und die keine zitierte Verbandsvorgabe sind: Aufstieg möglichst an einer Leine oder mit gesetzter Boje, und die letzten Meter langsam, mit Blick nach oben und einer ausgestreckten Hand. Und: Bootsgeräusche sind ein Grund, aufmerksamer zu werden, aber kein Navigationsmittel.

Warum Signale unter Wasser trotzdem funktionieren

Das Klopfen an die Flasche ist deshalb nicht sinnlos — es leistet nur etwas anderes, als viele annehmen. Es erzeugt Aufmerksamkeit, nicht Richtung. Der Partner weiß danach, dass er sich umsehen soll, und findet den Rufer mit den Augen, nicht mit den Ohren. Aus demselben Grund bleibt die Verständigung unter Wasser eine Sache der Handzeichen, und die Orientierung eine Sache von Kompass und Koppelnavigation.

Ebenso wenig habe ich eine belegte Angabe zur Reichweite oder zur Dämpfung von Schall unter Wasser gefunden; Zahlen dazu stehen hier bewusst nicht.

Quellen

  • Beide Quellen beschreiben den Schallweg in Luft und die Folgen fürs Richtungshören. Auf welchem Weg der Schall unter Wasser ins Innenohr gelangt — über das Trommelfell oder über die Knochenleitung des Schädels —, behandeln sie nicht; dazu trifft dieser Eintrag deshalb keine Aussage.
  • König/Lipp, Lehrbuch für Forschungstaucher, Kapitel 1: Physikalische Grundlagen (PDF) — Schallgeschwindigkeiten in Luft, reinem Wasser und Salzwasser, Faktor 4,5.
  • GTÜM: Ohren — Faktor 4, Auftreffzeitdifferenz und Intensitätsunterschiede, Lokalisation „im Kopf“, Fehleinschätzungen durch Erfahrungswerte aus der Luft.
Warum höre ich das Boot, finde es aber nicht?
Weil die beiden Größen fehlen, aus denen das Gehör die Richtung berechnet. Nach Darstellung der GTÜM beträgt die Zeitdifferenz zwischen den Ohren unter Wasser nur ein Viertel des Luftwertes, und die Lautstärkeunterschiede sind kleiner. Das Gehirn bekommt zwei fast gleiche Signale und verortet die Quelle deshalb „im“ Kopf.
Bringt das Klopfen an die Flasche etwas?
Ja, aber nur als Aufmerksamkeitssignal. Der Partner merkt, dass etwas ist, und sucht dann mit den Augen. Als Richtungsangabe taugt es nicht — und wer sich darauf verlässt, sucht im Zweifel in die falsche Richtung. Deshalb bleiben Sichtkontakt und Handzeichen die Grundlage.
Ist Schall im Wasser nun viermal oder viereinhalbmal so schnell?
Die Quellen gehen auseinander, und dieser Eintrag glättet das nicht. Die GTÜM schreibt „ca. viermal“, König und Lipp „ungefähr 4,5 mal“ und unterlegen das mit 333 m/s in Luft gegen 1500 m/s in Salzwasser. Beides liegt in derselben Größenordnung; wer zitiert, sollte die Quelle mitnennen.