mini|360px|Die Valdivia, 1898 mini|Teilnehmer der Valdivia-Expedition Die Valdivia-Expedition war die erste groß angelegte deutsche Expedition zur Erforschung der Tiefsee. Ihr Initiator und wissenschaftlicher Leiter war der Zoologe Carl Chun. Das Forschungsschiff Valdivia, ein für die Expedition umgerüsteter Dampfer der Hamburg-Amerikanischen Packetfahrt-Actien-Gesellschaft (HAPAG), stach am 31. Juli 1898 in See und kehrte am 1. Mai 1899 von seiner Reise, die es über 32.000 Seemeilen durch den Atlantischen und den Indischen Ozean geführt hatte, nach Hamburg zurück. Neben umfangreichen Tiefenlotungen unter Leitung des Ozeanographen Gerhard Schott war das Sammeln von biologischen Proben das Hauptziel der Unternehmung. Die Ausbeute war so überwältigend, dass die Herausgabe des wissenschaftlichen Berichts in 24 Bänden erst 1940 abgeschlossen war.
Vorläufer mini|HMS Challenger Noch um die Mitte des 19. Jahrhunderts glaubte man, dass unterhalb einer Wassertiefe von etwa 550 Metern kein Leben möglich sei (Abyssus-Theorie von Edward Forbes). 1850 wies der Zoologe Michael Sars jedoch nach, dass in norwegischen Fjorden und vor den Lofoten auch unterhalb dieser Marke eine reiche Tierwelt existiert.Ludwig Darmstaedter (Hrsg.): Handbuch zur Geschichte der Naturwissenschaften und der Technik, Springer, Berlin 1908, S. 521 Angeregt durch diese Beobachtungen unternahm Wyville Thomson gegen Ende der 1860er Jahre Dredschzüge in den Gewässern um Großbritannien und im Mittelmeer. In den Jahren 1872 bis 1876 fand unter Thomsons Leitung die erste ozeanographische Expedition auf der Korvette Challenger statt, die eine Strecke von 68.890 Seemeilen zurücklegte und die Erde dabei umrundete. Die Ergebnisse der Challenger-Expedition waren so umfangreich, dass ihre Herausgabe in fünfzig Bänden bis 1896 dauerte und zahlreiche internationale Wissenschaftler beschäftigte. Tausende Arten bis dahin unbekannter Meeresorganismen wurden beschrieben. Unter dem Eindruck der Challenger-Expedition starteten mehrere Staaten, aber auch Privatleute, in den folgenden Jahren eigene Unternehmungen zum Studium der Tiefsee. Genannt seien die Expeditionen des US-Amerikaners Alexander Agassiz mit dem Schiff Blake in den Golf von Mexiko, das Karibische Meer und entlang der Ostküste der USA (1877–1880) sowie mit dem Dampfer Albatross entlang der Westküste Mittelamerikas bis zu den Galapagos-Inseln (1891). Bereits Ende der 1870er Jahre erforschten die Norweger Henrik Mohn und Georg Ossian Sars mit der Vøringen die ozeanographischen Verhältnisse des Nordatlantiks. In den 1880er Jahren gab es vier französische Expeditionen unter Alphonse Milne-Edwards im Atlantik und im Mittelmeer. Das Mittelmeer war auch Ziel der Expeditionen des Fürsten von Monaco und der österreich-ungarischen Pola-Expeditionen, deren zwei letzte auch in das Rote Meer führten.
Vorbereitung mini|hochkant|Carl Chun Deutschland hatte bis in die 1890er Jahre keine eigene Tiefsee-Expedition unternommen. Auf der Forschungsreise der Gazelle von 1874 bis 1876 waren zwar umfangreiche Lotungen vorgenommen worden, um Profile des Meeresbodens zu vermessen, die Gazelle war aber nicht dafür ausgestattet, Proben der Tiefsee-Fauna zu nehmen. Auf der Plankton-Expedition von 1889 wurden lediglich sechs Tiefenlotungen vorgenommen. Die Sammlung von Organismen konzentrierte sich auf das Plankton der obersten Wasserschicht bis zu einer Tiefe von 200 Metern.
Carl Chun, der sich mit Plänen für eine Tiefsee-Expedition trug, stellte sein Vorhaben, ermuntert durch den einflussreichen preußischen Ministerialdirektor Friedrich Althoff, im September 1897 der Versammlung der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte vor. Chun wollte sich bei seinen zoologischen und ozeanographischen Untersuchungen vor allem auf den Indischen Ozean konzentrieren, der von der Challenger-Expedition nur an seinem südlichen Rand gestreift worden war. Auf Vorschlag einer vom wissenschaftlichen Ausschuss der Gesellschaft eingesetzten Kommission, bestehend aus dem Polarforscher Georg von Neumayer, dem Mediziner Rudolf Virchow und dem Anatomen Heinrich Wilhelm Waldeyer, befürwortete die Versammlung ein Immediatgesuch an Kaiser Wilhelm II. Dieses Gesuch wurde mit Wohlwollen entgegengenommen, und am 31. Januar 1898 bewilligte der Deutsche Reichstag die beantragten Mittel von 300.000 Mark für die geplante Expedition.
Teilnehmer mini|hochkant|Kapitän Adalbert Krech Der offizielle wissenschaftliche Stab bestand aus dem Zoologen und Expeditionsleiter Carl Chun (Leipzig), dem Botaniker Wilhelm Schimper (Basel), dem Ozeanographen Gerhard Schott (Hamburg), dem Chemiker Paul Schmidt (Leipzig), den Zoologen Carl Apstein (Kiel), Fritz Braem (Breslau) und Ernst Vanhöffen (Kiel) sowie dem Navigationsoffizier der HAPAG Walter Sachse (Hamburg).
Zusätzlich hatten sich der Arzt und Bakteriologe Martin Bachmann (Breslau), die Zoologen August Brauer (Marburg) und Otto zur Strassen (Leipzig) sowie der wissenschaftliche Zeichner und Photograph Friedrich Wilhelm Winter (Frankfurt am Main) der Expedition angeschlossen. Als Konservator war R. Schmitt (Leipzig) mit an Bord. Nach Bachmanns Tod schloss sich am 16. Februar 1899 der Arzt G. Hay der Expedition an. Die Besatzung der Valdivia bestand inklusive Kapitän Adalbert Krech aus 43 Personen.
Technische Ausstattung Das Schiff Die Reichsmarineverwaltung entschied sich nach längeren Vorverhandlungen und eingehender Begutachtung dafür, den Dampfer Valdivia der Hamburg-Amerika-Linie für die Expedition zu chartern. Zunächst mussten aber einige Umbauten vorgenommen werden. Auf dem Hinterdeck wurde ein fünfzehn Quadratmeter großes Deckhaus zum Mikroskopierraum umgebaut. Im Zwischendeck des Hinterschiffes wurden ein chemisches und ein bakteriologisches Laboratorium sowie eine photographische Dunkelkammer eingerichtet. Im Zwischendeck des Vorderschiffs gab es den Konservierraum, in dem einerseits die Werkzeuge, Reservekabel und Netze aufbewahrt wurden, der sich aber zunehmend mit Gefäßen füllte, die konservierte Organismen enthielten. Um die Lichtverhältnisse in den Labors zu verbessern, wurden zusätzliche Fenster geschnitten und die elektrische Beleuchtung erweitert. Des Weiteren wurden einige Kühlräume angelegt. Jedem Wissenschaftler konnte eine eigene Kabine als Wohnraum zur Verfügung gestellt werden. An Deck wurde eine große Dampfwinde aufgestellt und am Fockmast ein schwerer stählerner Ladebaum mit einer Tragkraft von zehn Tonnen angebracht, beides, um die schweren Dredschen (Grundschleppnetze) vom Boden der Tiefsee an Bord hieven zu können.
Wissenschaftliche Ausrüstung Biologische Ausrüstung mini|hochkant|Ein Schleppnetz wird eingeholt. Der wichtigste Bestandteil der biologischen Ausrüstung waren die verschiedenen Netze, allen voran die Grundschleppnetze (auch Dredsche oder Trawl genannt), von denen mehrere in verschiedener Ausführung und Größe an Bord waren. Für den Fang von Tieren am Grund der Tiefsee wurden auch mit Ködern bestückte Tiefseereusen verwendet. Darüber hinaus wurden Planktonnetze aus feiner Seidengaze mitgeführt, die bis zu einer bestimmten Tiefe hinabgelassen und anschließend bei stehendem Schiff vertikal nach oben gezogen wurden, um selbst kleinste planktonische Organismen aus dem Wasser zu filtern. Als weitere Netzvariante kamen Schließnetze zur Anwendung, mit denen selektiv nur Organismen gefangen wurden, die in einer gewünschten Tiefe vorkommen.
Zum Schleppen der Dredschen wurde auf dem Vorderschiff eine Kabeltrommel installiert, die ein Stahlkabel von 10.000 m Länge enthielt, das aus zwei 6000 und 4000 m langen Stücken zusammengespleißt war, von denen das längere einen Durchmesser von 10 mm, das kürzere von 12 mm aufwies. Für die leichteren Planktonnetze gab es, ebenfalls auf dem Vorderschiff, eine zweite kleinere Kabeltrommel, die ein schwächeres Stahlkabel von 7.000 m Länge aufnahm.
Zum Kühlen des Fangs gab es an Bord eine Eismaschine, die fünf kg Eis am Tag produzierte. Die Expedition war mit einer großen Anzahl an Glasbehältern und 8000 Litern 96%igem Alkohol und 500 Litern Formalin zu Konservierungszwecken ausgestattet.
Ozeanographische Ausrüstung Die wichtigsten Apparate an Bord waren zwei Tiefsee-Lotmaschinen, eine von französischer Bauart nach Jules Le Blanc (1832–1910), die andere nach dem amerikanischen System von Charles Dwight Sigsbee gefertigt. Letztere war mit Klaviersaitendraht von 0,9 mm Durchmesser bestückt und wurde von der Expedition bevorzugt, da sie die Grundberührung schärfer anzeigte.
Da auf die Temperaturmessung großer Wert gelegt wurde, war die Expedition mit einigen Tiefseethermometern verschiedener Bauart ausgestattet. Darunter war auch ein von Siemens entwickeltes elektrisches Thermometer, das für Tiefen bis zu 750 Metern eingesetzt werden konnte. Die physikalische Untersuchung des Seewassers, das mit speziellen Wasserschöpfern aus verschiedenen Tiefen entnommen wurde, wurde mit Aräometern und Refraktometern durchgeführt. Zur Beurteilung der Wasserfarbe wurde eine genormte Farbskala mitgeführt.
Für meteorologische Untersuchungen gab es auf der Valdivia mehrere zum Teil registrierende Barometer, Thermometer und Hygrometer, dazu ein Aßmannsches Aspirationspsychrometer und ein Schwarzkugelinsolationsthermometer zur Messung der Intensität der Sonnenstrahlung.
Verlauf der Expedition Atlantischer Ozean mini|links|360px|Reiseroute der Valdivia Am 31. Juli 1898 wurde die Valdivia in Hamburg feierlich verabschiedet. Als Ehrengast befand sich auch John Murray an Bord, der Herausgeber der Forschungsberichte der Challenger-Expedition. In der Nordsee wurden erste Dredschzüge auf der Doggerbank durchgeführt, vor allem, um die Technik zu erproben und Erfahrungen mit ihr zu sammeln. Am 3. August wurde Edinburgh angelaufen, wo Murray von Bord ging und die Expedition weitere Ausrüstungsgegenstände in Empfang nahm. Ein kleiner Schaden an der Kabeltrommel konnte rasch behoben werden. Am Abend des 4. August lief das Schiff in Richtung Färöer aus. Am 6. und 7. August wurden hier die ersten Tiefseelotungen und -dredschzüge der Valdivia-Expedition unternommen. Außerdem wurde die Wassertemperatur in verschiedenen Meerestiefen gemessen. Nördlich der Insel Suðuroy, nahe dem 62. Breitengrad, erreichte die Expedition am 7. August ihren nördlichsten Punkt und nahm anschließend Kurs auf die Kanarischen Inseln. Nach einem schweren Sturm vom 9. bis 13. August konnten die wissenschaftlichen Arbeiten erst am 15. August wieder aufgenommen werden. Östlich von Madeira wurde die Seine-Bank aufgesucht und am 18. August vermessen. Am 20. August wurde Teneriffa angelaufen. Nach botanischen Exkursionen auf Teneriffa und auf Gran Canaria wurde Kurs auf die afrikanische Küste genommen. Am 24. August lag das Schiff 40 Seemeilen vor Kap Bojador. Dem Nordäquatorialstrom folgend erreichte die Valdivia am 29. August die Kapverdischen Inseln. Nach mehreren Dredschzügen in der Nähe von Boa Vista, die vor allem zahlreiche Glasschwämme lieferten, wurde der Weg in südöstlicher Richtung fortgesetzt und ab dem 31. August der warme Guineastrom gequert.