Kalkberge im Meer ─ Studie präzisiert Entstehungsbedingungen faszinierender Tiefseelandschaften

Bereits vor 400 Millionen Jahren, im Zeitalter des Devons, prägten Kalkhügel das Bild der Ozeanböden. Das belegen eindrucksvoll fossile Erhebungen im östlichen Marokko, die den heutigen Kalkbergen im Ozean verblüffend ähneln.

Da bislang angenommen wurde, dass diese „alten“ Hügel in geringen Meerestiefen entstanden sein müssen, war eine „Verwandtschaft“ zu Kalkhügeln in tieferen Ozeanregionen, die seit zwei Jahrzehnten im Fokus der Meeresforschung stehen, bestritten worden. Allerdings gibt es heutzutage keine vergleichbaren Strukturen in den Flachmeeren. In ihrer Übersichtsstudie stellen die Autoren die für die Flachwasserthese vorgebrachten Argumente infrage.

Der Grund: Kameras auf neu entwickelten Tauchrobotern, aber auch zeitgemäße Echolotaufnahmen aus der Tiefsee lieferten den Forschern völlig neue Einblicke in die vielfältigen Kalkhügel-Ökosysteme. Diese sind von Kaltwasserkorallen und andere Organismen geprägt, deren kalkige Hartteile nach dem Absterben zum Anwachsen der Hügel beitragen.

Dabei zeigte sich, dass die Umweltbedingungen in der Umgebung der Tiefsee-Kalkhügel deutlich dynamischer sind, als bislang gedacht. Ein Sachverhalt, der für die dort lebenden Organismen von großer Bedeutung ist: „Die auf den Kalkhügeln fest sitzenden Organismen sind darauf angewiesen, dass die Strömung ihnen Nahrung zuführt, die sie dann aus dem Wasser filtern“, sagt Dierk Hebbeln, stellvertretender Direktor des MARUM. Dabei handelt es sich um Überreste von Plankton, die aus den oberen, lichtdurchfluteten Zonen des Ozeans herabsinken.

„Die Planktonreste werden von den bodennahen Tiefseeströmungen erfasst, verteilt und den Kalk bildenden Organismen zugeführt. Nur deshalb gibt es hinreichend Nahrung, um solch große Kalkstrukturen aufzubauen.“

Im Bereich der Tiefsee-Kalkhügel wurden Strömungsgeschwindigkeiten von z.T. mehr als 50 Zentimeter pro Sekunde gemessen. Die dadurch erzeugten Rippeln und Kolke ähneln denen, die man aus flachen und küstennahen Meeresgebieten kennt – und die man auch häufig an den fossilen, vermeintlich in geringen Meerestiefen entstandenen Kalkhügeln gefunden hat. „Wenn wir in den fossilen Ablagerungen Hinweise auf solche Strukturen finden, dürfen wir also nicht darauf schließen, dass diese samt den Kalkhügeln einst in flachem Wasser entstanden sind“, sagt Dierk Hebbeln und liefert damit ein weiteres Argument, warum die fossilen Kalkberge auch in der Tiefsee entstanden sein könnten.

Um ihre Entstehung in flacheren Meeresregionen zu begründen, verwiesen Wissenschaftler auch auf die Gestalt der fossilen Hügel. Viele der kegelförmigen Strukturen weisen nämlich eine abgeflachte Spitze auf – offenkundig ein Ergebnis erosiver Prozesse. Deren Ursache: Die Hügel hätten in flachem Wasser von meistens weniger als 100 Meter Tiefe bis an die sogenannte Wellenbasis herangereicht. Das ist jene Meerestiefe, in der sich die Kraft der Wellen noch bemerkbar macht und Erosion bewirken kann.

Auf den in den letzten Jahren durchgeführten Expeditionen stieß Dierk Hebbeln vor Irland indes auf Kalkhügel mit ebenfalls abgeflachter Spitze. Allerdings lag dort die Wassertiefe bei 800 Meter, also weit unterhalb der Wellenbasis. Untersuchungen legen den Schluss nahe, dass besonders starke bodennahe Strömungen die Gipfellagen dieser Kalkhügel von Zeit zu Zeit erodiert haben. „Auch Verweise auf die Gestalt der Hügel liefern also keine belastbaren Indizien, dass die Erhebungen nur in flachen Meeresregionen entstehen können“, sagt Dierk Hebbeln.

„In unserer Studie fassen wir diese und weitere Belege zusammen, die zeigen, dass auch die „alten“ Hügel, wie ihre heute aktiven Verwandten, in der Tiefsee entstanden sein können. Damit wollen wir die wissenschaftliche Diskussion auf eine breitere Basis stellen und neue Sichtweisen auf diese Phänomene im Meer, die heute die Grundlage eines der faszinierendsten Tiefseeökosysteme bilden, ermöglichen“, sagt der Meeresgeologe, der für 2016 seine nächste Expedition zu den Kalkbergen im Meer anpeilt.

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