Dieser Artikel stammt aus dem Hakai Magazine, einer Online-Publikation über Wissenschaft und Gesellschaft in Küstenökosystemen. Lesen Sie weitere Geschichten wie diese auf hakaimagazine.com.
Am 17. Februar 1864 gegen 18.30 Uhr drängten sich acht Männer in das konföderierte U-Boot HL Hunley, ein an einer Bombe befestigtes Metallrohr mit Eigenantrieb, und glitten leise in das eiskalte schwarze Wasser vor der Küste von Charleston, South Carolina. Die Besatzung kurbelte das U-Boot mehr als sechs Kilometer von Hand auf sein Ziel zu - die USS Housatonic - und tauchte auf wie ein Leviathan für die Anklage. Gegen 21:00 Uhr war es vorbei: Die Hunley hatte ihren am Holm montierten Torpedo in den Rumpf der Housatonic geschoben und innerhalb von Sekunden waren 60 Kilogramm Schwarzpulver in das Schiff eingedrungen.
Kurz nach dem Moment des Ruhms sank die Hunley, die gerade das erste erfolgreiche Kampf-U-Boot der Welt geworden war, auf mysteriöse Weise.
Sein Tod hat seit mehr als einem Jahrhundert eine Vielzahl von Forschern und Bürgerkriegsfans verblüfft. Jetzt behauptet eine Einzelgänger-Wissenschaftlerin kühn, sie habe den Fall geknackt. Nach dreijähriger Schlägerei kommt Rachel Lance, eine biomedizinische Ingenieurin der US Navy, die an der Pratt School of Engineering der Duke University in North Carolina promoviert hat, zu dem Schluss, dass die Explosion durch den eigenen Torpedo des U-Boots Explosionswellen durch den eisernen Rumpf geschickt hat und sofort zum Tod geführt hat Die acht Männer drinnen.
Wenn sie recht hat, kann das Geheimnis der Hunley endlich gelüftet werden. Aber wie sie die Entdeckung machte, ist fast so überraschend wie die Entdeckung selbst: Sie tat es ohne Zugang zu dem physischen U-Boot, das im Jahr 2000 ausgegraben wurde; ohne Vorkenntnisse in Archäologie oder Forensik; und ohne die Hilfe des Hunley-Projekts, eines Teams von Forschern und Wissenschaftlern an der Clemson University in South Carolina, das seit 17 Jahren auf Vollzeit beschäftigt ist.
Könnte Lances Bericht über die letzten Momente der Hunley und ihrer Crew ohne Zusammenarbeit oder wichtige Daten stimmen ?
**********
An einem warmen Septembersamstag stehe ich vor dem Studentenzentrum von Duke, einem modernen Flachbau, der mit dem neugotischen Stein der Universität akzentuiert ist, als Lance in einem blauen Grand Prix von Pontiac direkt außerhalb von Motor City um die Kurve schwingt wo sie aufgewachsen ist. Als ich die Beifahrertür öffne, um mich vorzustellen, werde ich von einer Wand voller dröhnender Trainingsmusik getroffen. Lance kam gerade aus dem Fitnessstudio und ihr braunes, schulterlanges Haar ist zu einem Gummiband hochgezogen. Ein blaues, stonewashed T-Shirt, das Detroit liest, reitet auf ihren blassen, schlaksigen Armen.
Auf dem Weg vom Campus pumpt die Musik weiter.
"Wohin fahren wir?", Schreie ich.
„Ich bringe dich zum Campus-Teich, um zu sehen, wo wir einige unserer Experimente durchgeführt haben“, donnert sie zurück. "Es ist ruhig dort, damit wir reden können."
Ein Ölgemälde von Conrad Wise Chapman, um 1898, zeigt den Erfinder des unglückseligen HL Hunley zusammen mit einem Wachposten. (Wikimedia Commons) Lance modellierte eine Unterwasserexplosion an einem Computer im Injury Biomechanics Lab von Duke, wo sie Explosionsverletzungen untersuchte, als ihr Berater die Epiphanie hatte, die ihre Hunley- Obsession in Gang setzte. Was wäre, wenn die Modellierungssoftware, so der Biomechaniker Dale Bass, den Angriff auf die Housatonic virtuell rekonstruieren und Einblicke in das Schicksal des Hunley gewähren könnte ? Lance, ein Geschichtsinteressierter, war begeistert: ein historisches Rätsel, dem eine verlockende Spur folgen sollte. Irgendwann würde sie die Software aufgeben, um experimentell vorgehen zu können, aber Bass 'Idee war der Katalysator, den sie brauchte.
Sie begann Theorien darüber zu lesen, warum der Hunley unterging. Eine vorherrschende Idee war, dass der Besatzung der Sauerstoff ausgeht und sie erstickt. Genau diese Theorie wollte sie in Angriff nehmen: Sie ist seit 2009 Beamtin bei der US Navy und verfügt über Erfahrung in der Dynamik von Atmungssystemen und insbesondere in Rebreathern - den Kreislaufsystemen, mit denen Taucher die Atmung recyceln Gas unter Wasser.
Als ihre Untersuchung begann, bemerkte Lance, dass kaum Forschungsergebnisse zum Sauerstoffverbrauch der Besatzung während der Mission veröffentlicht wurden. Bei der Marine hatte sie das Phänomen untersucht, wie viel Sauerstoff Menschen beim Bedienen von Handpedal-Ergometern verbrauchen, die dieselbe Art von Bewegung erfordern wie das handgekurbelte Antriebssystem des Hunley . Also grub sie die Daten aus und errechnete daraus, wie viel Sauerstoff die Besatzung verbraucht hätte, als sie sich auf den Weg zur Housatonic gemacht hatte .
Es war jedoch nicht klar, wie viel Sauerstoff es anfangs gab. Nach dem Aufziehen des U-Bootes errechneten die Hunley Project-Restauratoren, wie viel Luft wahrscheinlich verfügbar war. Ihre Daten deuten darauf hin, dass die Besatzung für etwas mehr als zwei Stunden genug Luft hatte. Lance hatte jedoch keinen Zugriff auf die tatsächlichen Daten. Sie hatte sich mit Projektmitgliedern getroffen, um die Zusammenarbeit zu besprechen, aber sie würden ihre Berechnungen nicht mit ihr teilen (und später Lance bitten, eine Geheimhaltungsvereinbarung zu unterzeichnen, die sie ablehnen würde). Sie würde ihren eigenen Weg gehen müssen.
**********
Sie dachte tagelang über das Problem nach. Dann erinnerte sie sich daran, wie sie einen Newsletter durchgesehen hatte, der von Friends of the Hunley, einer gemeinnützigen Organisation in Charleston, herausgegeben worden war, die sich um die Öffentlichkeitsarbeit, das Sammeln von Spenden und die Entwicklung für das Hunley-Projekt kümmerte und Touren im Warren Lasch Conservation Center von Clemson durchführte, in dem das Hunley restauriert wird. Es war mit Innen- und Außenfotos des U-Boots gefüllt, die größtenteils mit Messnotizen versehen waren. Das brachte sie auf eine Idee.
Rachel Lance und ihre Assistenten testen die Messgeräte des CSS Tiny mit Stoßdämpferrohren am Aufbereitungsteich der Duke University in North Carolina. (Mit freundlicher Genehmigung von Rachel Lance / Duke University) Für den nächsten Monat saß Lance gebückt über ihrem Schreibtisch und druckte Fotos des U-Bootes aus und maß jeden abgegrenzten Punkt mit einem Lineal. Nach wochenlanger mühevoller Arbeit hatte sie endlich alle erforderlichen Messungen, um den Sauerstoffverbrauch im Verhältnis zur Versorgung zu berechnen. Die Ergebnisse sprangen von der Seite. Ersticken war keine plausible Erklärung dafür, warum der Hunley sank.
„Selbst mit konservativen Berechnungen hätte die Besatzung eine merkliche Hyperventilation, Atemnot, Erstickungsgefahr, Paniksymptome und wahrscheinlich körperliche Schmerzen aufgrund eines hohen CO2-Spiegels im Blut erlebt“, sagt sie. „Wir wissen aber auch aus Aufzeichnungen, dass sie ohne Anzeichen von Kampf friedlich auf ihren Stationen saßen. Aus meiner Sicht warf dies die Erstickungstheorie aus dem Fenster. “Die Ergebnisse wurden in der März-2016-Ausgabe der Zeitschrift Forensic Science International veröffentlicht.
Richard Moon, der medizinische Direktor des Herzogenzentrums für Überdruckmedizin und Umweltphysiologie, stimmt dem zu. Er half Lance bei den Berechnungen und sagte: „Sie haben ein paar U-Boote, die in einem geschlossenen Raum mäßig hart gearbeitet haben. Auf keinen Fall würden sie in einer Umgebung mit 10 Prozent Sauerstoff und hohem CO2-Ausstoß an der Kurbel arbeiten und sagen: „Na ja, die Dinge sind in Ordnung. Wir werden einfach weitermachen. '"
Die Leute von Clemson waren nicht überzeugt. Kellen Correia, Präsident und Exekutivdirektor der Friends of the Hunley, erklärte in einer E-Mail: „Es ist verfrüht, endgültige Schlussfolgerungen über die Ursachen für den Verlust des U-Bootes oder den Tod der Besatzung zu ziehen, insbesondere wenn nur ein Aspekt betrachtet wird der Situation. “Sie bezog sich jedoch nicht auf irgendwelche spezifischen Probleme mit Lances Entdeckungen.
**********
Das Entlarven der Erstickungstheorie bot Lance eine gewisse kurzfristige Befriedigung, aber zu diesem Zeitpunkt war sie tief in der Sache. Sie begann rund um die Uhr an den Hunley zu denken und war so besessen davon, dass sie beim Abendessen mit ihrem Verlobten auf ihren Teller mit Essen starrte. "Die Tatsache, dass in dieser Nacht acht Menschen starben, hatte etwas beängstigendes an sich, und wir hatten keine Ahnung, wie oder warum", sagt sie.
In der Zwischenzeit meißelten die Konservatoren des Hunley-Projekts im Warren Lasch Conservation Center ihren Weg durch die hartnäckige, betonähnliche Sand- und Schlickschicht, die sich rund um den Hunley bildete, als er mehr als 100 Jahre lang auf dem Meeresboden lag Jahre.
"Die De-Concretion hat die Möglichkeit, uns mehr Informationen zu geben", sagt der Clemson-Archäologe Michael Scafuri, "aber wir haben keine endgültigen Beweise gefunden, um den Verlust des Hunley vollständig zu erklären." Nichts an und für sich erklärt, was passiert ist. “
Auch auf der Seite der menschlichen Überreste gab es keine Beweise, die den Fall aufklären könnten. Linda Abrams, eine forensische Genealogin, die seit 2006 mit dem Hunley-Projekt zusammenarbeitet, sagt, dass alle Skelette der Besatzungsmitglieder in gutem Zustand waren, als sie aus dem Inneren des Hunley ausgegraben wurden. Der Untergrund war bei der Bergung vollständig mit Sedimenten gefüllt, daher musste Schicht für Schicht der Dreck sorgfältig entfernt werden, bevor die Knochen freigelegt wurden. "Es gab keine Schusswunden in einem dieser Jungs", sagt sie. Und keine Anzeichen von Verzweiflung.
Während die Wissenschaftler keine rauchende Waffe entwickelt haben, hat das Äußere des U-Boots eine kleine Beschädigungsstelle, die sie verblüfft. Der vordere Verbindungsturm hat ein softballgroßes Stück Eisen, das an einer Stelle fehlt, an der sich ein Sichtfenster befunden hatte.
Eine Ausgabe des Popular Science Monthly aus dem Jahr 1900 enthielt diese Darstellung der beengten Räume im HL Hunley, die wir animiert haben. Während hier neun Männer gezeigt werden, soll die Hunley in der Nacht, in der sie 1864 sank, eine achtköpfige Besatzung gehabt haben. (Popular Science Monthly) Durch ihre Forschungen erfuhr Lance von der Beschädigung des Turmes und der sogenannten Glücksschuss-Theorie: Eine Streukugel, die Housatonische Seeleute während des Angriffs abgefeuert hatten, durchbohrte den Turm und ließ das U-Boot mit Wasser füllen und sinken.
Aus Sicht von Scafuri ist dies eine Möglichkeit. "Die Schüsse der Housatonic haben möglicherweise eine Rolle gespielt", sagt er, "aber das können wir derzeit noch nicht bestätigen."
Lance testete die Theorie, indem sie Schusswaffen aus der Zeit des Bürgerkriegs auf gusseiserne Proben schoss - der Schaden am U-Boot stimmte nicht mit dem durch das Gewehrfeuer verursachten Schaden überein. Außerdem hätte ein Einschussloch dazu geführt, dass Wasser schnell in das U-Boot gelangt und viel näher an die Angriffsstelle gesunken wäre als dort, wo es gefunden wurde.
Basierend auf ihren Ergebnissen hat Lance die Glücksschuss-Theorie von ihrer Liste gestrichen und die Ergebnisse in einem zweiten Artikel in Forensic Science International dokumentiert .
Die Freunde des Hunley lehnten es ab, sich zu den spezifischen Ergebnissen zu äußern, aber Correia schrieb: „Auch hier hat Frau Lance keine Primärkenntnisse oder Daten über das Hunley-Projekt.“
Lance drückte weiter. Wenn die Besatzung nicht erstickt war und ein Einschussloch das U-Boot nicht versenkte, was geschah dann?
**********
Als der Hunley die gewaltige Housatonic bezwang, war er weniger als fünf Meter von der Explosion entfernt. Und es war immer noch mit dem Torpedo verbunden. Inspiriert von konföderierten dampfgetriebenen Torpedobooten, die während des Bürgerkriegs als Davids bekannt waren, hatte die Besatzung des Hunley den Torpedo des U-Boots an das Ende seines Holms geschraubt. Dies bedeutete die gleiche Explosion, die die Housatonic erschütterte, und hätte genauso gut bedeuten können, dass die Hunley- Crew kein Licht mehr hatte.
Lance hatte den größten Teil von zwei Jahren damit verbracht, die zweimal veröffentlichten Erstickungs- und Glücksschuss-Theorien zu untersuchen, und das Rätsel immer noch nicht gelöst. Für sie war diese Explosionstheorie die nächste naheliegende Möglichkeit, die es zu erforschen galt, und eine, die gut zu ihrem Fokus auf Verletzungsbiomechanik bei Duke passte. Wenn sich eine Druckwelle der Explosion in das Innere des U-Bootes ausbreitete, hätte dies die Besatzung sofort töten oder zumindest ausreichend verletzen können, so dass sie das Boot nicht in Sicherheit hätte steuern können. „Wenn Druckwellen auf einen Luftraum treffen, verlangsamen sie sich wie ein Auto, das gegen eine Wand fährt“, erklärt sie. „Außer in diesem Fall ist die Wand die Oberfläche der Lunge.“ Die Lunge der Seeleute hätte platzen und sich mit Blut füllen können.
Um die Theorie zu testen, brauchte Lance ein physikalisches Modell des U-Bootes. Geben Sie den CSS Tiny ein, ein Modell, das ein Sechstel der Größe des Tourbusses von Hunley ist . Aus Blech gefertigt, war es ein Hunley Mini-Me bis hinunter zu mit Wasser gefüllten Ballasttanks und einem am Bug montierten Stahlholm.
Die Entwicklung eines Miniatur-U-Boots war für Lance, die mit ihrem Vater, einem inzwischen pensionierten GM-Autoarbeiter, an alten Autos arbeitete, kein Problem. Als Kind war sie klein genug, um unter ihren 1966er Mustang zu rutschen und das Öl zu wechseln, ohne das Auto aufzubocken. „Wenn man mit der Autokultur aufgewachsen ist, fällt es leicht, sich in Maschinen und Technik zu verlieben“, sagt sie.
Auf einer Farm im ländlichen North Carolina bereiten Rachel Lance und einer ihrer Assistenten, Luke Stalcup, die CSS Tiny vor, um Explosionen zu erhalten, mit denen sie ihre Explosionstheorie testen kann. (Foto von Denise Lance) Ein paar Minuten, nachdem wir uns vom Campus in Lances Pontiac gelöst haben, brechen wir auf einem staubigen Grundstück am Rückgewinnungsteich der Duke University auf. Die dröhnende Basslinie wird abrupt unterbrochen und der Soundtrack durch den ratschenartigen Chor der Grillen ersetzt. Am Rande des Teiches zeigt sie auf das algenreiche Wasser: Hier machte die Tiny einen Probelauf. Lance und einige Mitglieder ihres Labors verwendeten Sprengsimulationsgeräte, sogenannte Schockrohre, um die Druckmesser und andere Geräte des Tiny vor der Phase des Experiments mit lebenden Sprengstoffen zu testen. Als sie im Wasser stand und die Dämpferrohre hob und senkte, knabberten Fische an ihren Beinen. Es war, als würde sie wiederholt mit winzigen Messern erstochen - aber am Ende waren Lance und der Kleine bereit für das große Ereignis.
**********
Der Campus-Teich war für echte Sprengstoffe gesperrt. Zwei Wochen später begaben sich Lance und ihr Forschungsteam zu den Live-Munitionstests zu einem drei Hektar großen Teich auf einer ländlichen Farm in North Carolina. Sie parkten den Tiny mitten im Teich, und mit einem Wachposten für Sprengstoff wurde die Bühne bereitet. Lance startete den Countdown: „Fünf! Vier! Drei! … “Der Höhepunkt monatelanger harter Arbeit ging auf die nächsten Sekunden zurück, und ihre Nerven waren ausgefranst, als sie hektisch zwischen den Sensorbildschirmen ihres Laptops klickte.
Aus sicherer Entfernung waren Bauer Bert Pitt und seine Enkelkinder bereit für die Show. Lance hatte ihn überredet, seinen Teich freiwillig für das Projekt zur Verfügung zu stellen. "Als Rachel auf die Farm kam", sagt Pitt in einem dicken südländischen Ton, "hat sie versucht, mich mit rotem Samtkuchen zu bestreichen und erklärt, dass es sich nur um eine Explosion im sechsten Maßstab handeln würde."
"Zwei! Eins! ” Pfffsssssttt ! Die Schwarzpulverladung explodierte am Holm des Tiny, und ein kleiner Geysir aus Teichwasser brach aus. Druckmesser hingen innerhalb und außerhalb des Behälters, um die Unterwasserschlagwellen zu messen. Unter der Oberfläche schoss die Explosion eine Druckwelle mit so viel Kraft in den Rumpf des Tiny, dass sich das Metall bog. Diese Bewegung erzeugte wiederum eine zweite Druckwelle, die direkt durch den Rumpf in die Kabine übertragen wurde.
"Die daraus resultierende sekundäre Explosionswelle hätte leicht ein Lungenexplosionstrauma verursacht, das die gesamte Crew sofort getötet hätte", sagt Lance. "Das ist es, was den Hunley versenkte."
Moon unterstützt die Schlussfolgerung. Er sagt, die meisten Leute würden davon ausgehen, dass die Wände der Kabine die Besatzung vor den Druckwellen geschützt hätten - aber nur wenige Leute wissen viel über Unterwasserexplosionen. "Bisherige Spekulationen waren in Ordnung", sagt er, "aber wenn man es mit der harten Wissenschaft zu tun hat, denke ich, dass die Explosionswellentheorie die plausibelste Erklärung ist."
Rachel Lance steht mit ihrem Modell des HL Hunley - dem CSS Tiny - am Rückgewinnungsteich der Duke University. (Foto von Eric Wei) Während Lance glaubt, dass das Geheimnis des Hunley endlich gelüftet werden kann, sind die Wissenschaftler des Hunley-Projekts nicht bereit, Schlussfolgerungen zu ziehen. Sie haben die Explosionstheorie in der Vergangenheit als eine Möglichkeit anerkannt, aber vor Lances Experiment, das auf Ergebnissen einer 2013 von der US Navy durchgeführten Computermodellstudie beruhte, begonnen, daran zu zweifeln Besatzung, noch weitere Studien weiterhin keine früheren Schlussfolgerungen der Studie zu erraten.
"Das Problem ist, es ist ein kompliziertes Szenario", sagt Scafuri. „Es ist so, als würde man versuchen, die Ursachen eines Autounfalls mit begrenzten Informationen zu rekonstruieren. Könnten Sie Hinweise auf einen Unfall finden, der passiert ist, weil eine Biene durch das Fenster geflogen ist und den Fahrer, der zufällig eine SMS geschrieben hat, auf einer glatten Straße abgelenkt hat? “
**********
"Oh, ich habe etwas für dich", sagt Lance an Dukes Rückgewinnungsbecken. Sie greift in ihren Rucksack und gibt mir eine 3D-gedruckte Kopie des Hunley in Zigarrengröße - eine Art Andenken. Es bietet eine kleine, aber detaillierte Ansicht des Innenraums des U-Bootes, die mir klar macht, wie eng das Mannschaftsabteil - das im großen Maßstab nur einen Meter breit und 1, 2 Meter hoch war - für acht erwachsene Männer gewesen sein muss. Es war eine Todesfalle. Die Tatsache, dass sie sich sowieso in die Röhre drängten, war ein Opfer, vor dem Lance unerschütterlichen Respekt zu haben scheint. Es ist ein Teil dessen, was sie dazu gebracht hat, die Ziellinie zu erreichen, obwohl die Chancen gegen sie gestapelt sind.
**********
Aber wie konnte es sein, dass Lance in so kurzer Zeit ein jahrhundertealtes Rätsel lösen konnte, insbesondere angesichts des 14-jährigen Vorsprungs des Hunley-Projekts? War es Anfängerglück oder ihre Fähigkeit, sich dem Problem von einem anderen wissenschaftlichen Standpunkt aus zu nähern? Vielleicht kam es einfach zu altmodischer Entschlossenheit. „Bei solchen Recherchen muss man sich viel auseinandersetzen, vor allem, wenn man Dinge alleine macht, was schwierig und einsam sein kann“, sagt sie. "Man muss sehr ausdauernd sein, denn hier liegt das Gute - jenseits der Grenze, an der noch niemand das Problem durchgesetzt hat."
Am Ende hatte es vielleicht mehr mit der Tatsache zu tun, dass das Hunley-Projekt darauf abzielt, sowohl den akribisch langsamen Prozess der Erhaltung des U-Bootes durchzuführen als auch sein Verschwinden zu erklären. Aus Sicht der Einnahmen ist das Rätsel an und für sich für das Hunley-Projekt und die Freunde des Hunley ein echter Gewinn, wenn man den Verkauf von T-Shirts, Schnapsgläsern und Labortouren berücksichtigt, die es mit sich bringt.
Unabhängig davon, wann Lances Ergebnisse aus ihrem Explosionsexperiment veröffentlicht werden (ein Forschungsbericht wird in Kürze veröffentlicht), wird das Hunley-Projektteam zuschauen.
Diesmal wird es ihre Theorie sein, dies zu widerlegen.
Verwandte Geschichten aus dem Hakai Magazine:
- Leben an Bord des Wracks der HMCS Annapolis
- Sub Marine: Die Dinge, die wir versenken
- Stefan Drzewiecki, U-Boot-Zar
