Tauchfahrten in die bizarre Mondlandschaft der Tiefsee

Neue Entdeckungen vor der Küste Mittelamerikas

Die Tiefsee, ein kalter lichtloser Ort ohne Leben? Weit gefehlt, auch in dieser lebensfeindlich anmutenden Umgebung gibt es Regionen mit Lebensformen, hoch spezialisiert und angepasst an diese Verhältnisse. In solchen Regionen brodelt es, Gase entweichen aus dem Boden, Erdbeben erschüttern den Meeresgrund und können Schlammlawinen auslösen. Die Ursache liegt tiefer unter dem Meeresboden. Dort, an den Grenzflächen zweier Erdplatten wird Meeresboden vernichtet, aufgeschmolzen, recycelt. Was dort genau passiert, was dort am Meeresboden lebt und welche Stoffe und Energien umgesetzt werden, sind Fragestellungen des Kieler Sonderforschungsbereichs 574 (Volatile und Fluide in Subduktionszonen). Er beschäftigt sich mit der Rückführung von Volatilen (leichtflüchtigen, zum Teil klimaaktiven Substanzen), vom Beginn der Subduktionszone bis zum Vulkangürtel, sowie der Auswirkung auf Erdbeben und Hangrutschungen.

Die Expedition M66-2 mit dem Forschungsschiff METEOR unter der Leitung von Dr. Gregor Rehder vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (IFM-GEOMAR), ging ins bisherige Hauptarbeitsgebiet des Sonderforschungsbereichs (SFB), vor die Küsten Costa Ricas und Nicaraguas. Ausgerüstet mit modernster Meerestechnik, wie dem Tiefseeroboter (ROV ) QUEST des MARUM Bremen, wurden zwischen 400 und 2000 m Wassertiefe Gebiete untersucht, in denen Wässer aus großen Sedimenttiefen, befrachtet mit Gasen und Nährstoffen, an die Sedimentoberfläche gelangen. Hier ermöglichen sie, unter Verwendung von Methan und Entstehung des für die meisten Organismen toxischen Schwefelwasserstoffs, den Aufbau der einzigartigen Lebensgemeinschaften der Oasen der Tiefsee.

Die unterseeischen Quellen sind Endstation eines komplizierten Flüssigkeitskreislaufes. Große Mengen wasserreicher Sedimente werden am mittelamerikanischen Tiefseegraben unter die Festlandsplatte geschoben. Auf dem Weg in immer größere Tiefe entstehen mit Methan und Nährstoffen angereicherte Fluide, die unter zunehmender Hitze und unter der Last des Kontinents aus den Sedimenten ausgedrückt werden und auf verschiedenen Wegen an die Oberfläche des Meeresbodens zurückgelangen.

Besonderes Highlight der Fahrt war vor allem die Entdeckung von hochaktiven, von Bakterienmatten besiedelten Kratern. „Damit haben wir neben den schon vorher untersuchten Mounds (Sedimenterhebungen) und den durch das Kollidieren von Seebergen mit der Kontinentalplatte entstehenden Hangrutschungen eine dritte geologische Form der Entwässerung vor Costa Rica gefunden, die wir noch gar nicht kannten. Diese Entdeckung beim letzten Tauchgang der

Expedition wird uns noch länger beschäftigen“, kommentiert Fahrtleiter Gregor Rehder.

Zudem konnten an einer Hangrutschung, dem „Jaco Scarp“, erstmals nachgewiesen werden, dass die dort entweichenden methanhaltigen Wässer aus mehreren Kilometern Tiefe aufsteigen. Dies war bisher nur von einigen der Sedimenterhebungen bekannt und spielt eine wichtige Rolle für eine im SFB entdeckte Beziehung zwischen der Entwässerung von Mineralien und dem Einsetzen von Erdbeben.

Die Beute der Wissenschaftler ist neben einzigartigen Videoaufnahmen, eine Vielzahl von Proben, die bereits an Bord detaillierten Analysen unterzogen worden und nun in den Speziallaboren weiter bearbeitet werden.

Der Sonderforschungsbereich 574 wurde im Jahr 2001 eingerichtet. Kieler Forscher von Universität und Leibniz-Institut für Meereswissenschaften erkunden die geologischen Prozesse an Kontinentalrändern. Der Stoffaustausch an diesen Subduktionszonen ist ein wichtiger Regelfaktor für das globale Klima.

Mit den neuen Puzzleteilen aus der Tiefsee werden die Wissenschaftler nun versuchen, die komplexen Prozesse am Kontinentalhang Mittelamerikas und ihre Auswirkung bis zum Vulkangürtel an Land besser zu verstehen. Auch wenn die Forscher des Sonderforschungsbereichs in Zukunft ihr Hauptaugenmerk an die Kontinentalabhänge vor der chilenischen Küste verlagern, werden sie, so oft es geht, nach Costa Rica zurückkehren. Vieles liegt dort noch in der lichtlosen Weite der Tiefsee verborgen.

Fakten zur Ausfahrt:

METEOR-Expedition M66: Erste von drei Fahrtabschnitten des SFB 574 auf METEOR

M66-2 A und B

Leg A Curacao – Panamakanal- Corinto (Nicaragua) 22.09. – 01-10.: Transit + geophysikalische Arbeiten
Leg B Corinto – Caldera (Costa Rica) vom 02.10-23.10.: Oberflächennahe Biogeochemie und Mikrobiologie, mit Einsatz des ROV QUEST von MARUM

An der Forschungsfahrt M66 nahmen ebenfalls Professor Klaus Wallmann, Dr. Claus-Dieter Garbe-Schönberg und Dr. Peter Linke teil – jeweils mit unterschiedlichen Fragestellungen und Forschungsansätzen aus dem Zusammenhang des Sonderforschungsbereichs. Beteiligt war das Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen.

Fahrtteilnehmer: Mitarbeiter des SFB 574 (Universität Kiel und IFM-GEOMAR). 8 Mitarbeiter des MARUM Bremen (ROV Crew), 3 Mitarbeiter MPI für Mikrobiologie, Bremen.

Kontakt:
Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR)
Dr. Gregor Rehder, Wischhofstr. 1-3, 24148 Kiel,
Tel. 0431/600-2283
E-Mail: grehder@ifm-geomar.de