Neuer Sonderforschungsbereich "Subduktionsfabrik"

Motor des Weltklimas und Auslöser von Naturkatastrophen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat auf ihrer Herbstsitzung soeben beschlossen, an der Kieler Christian-Albrechts-Universität (CAU) einen neuen Sonderforschungsbereich (SFB 1834: “Volatile und Fluide in Subduktionszonen: Klimarückkopplung und Auslösemechanismen für Naturkatastrophen”) einzurichten, den Kieler Geo- und Meereswissenschaftler unter Federführung des GEOMAR Forschungszentrums für marine Geowissenschaften (Prof. Dr. Erwin Suess, Dr. Klaus Wallmann, Dr. Peter M. Sachs, Prof. Dr. Ernst Flüh) beantragt hatten.

Für die nächsten drei Jahre stellt die DFG ca. 14 Mio. DM zur Verfügung, um die Vorgänge der Kollision tektonischer Platten, aber auch die damit verbundenen Naturkatastrophen in einem dafür besonders geeigneten Gebiet zu untersuchen: in Nicaragua und Costa Rica, Länder mit enorm vielen aktiven Vulkanen, die riesige Mengen klimawirksamer Gase ausstoßen.

Im Mittelpunkt der Forschungen steht der "zirkumpazifische Feuerring”, das Gebiet der Ozeanränder rings um den Pazifik, im besonderen die Pazifikküste vor Mittelamerika. Dort stößt eine schwere ozeanische Platte mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Jahr auf die leichtere Karibische Platte, schiebt sich darunter und taucht nach unten in Richtung Erdmantel ab – Subduktion nennen die Geowissenschaftler diesen Prozess. Hier kann man den plattentektonischen Motor in Aktion beobachten.

Mit der Kollision der Platten verbunden sind gigantische Stoffkreisläufe, bei denen Fluide, das sind Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid, eine bedeutende Rolle spielen. Sie werden mit der ozeanische Platte herantransportiert. Ein Teil wird bei der Kollision regelrecht “ausgequetscht” und tritt in untermeerischen Quellen

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am Meeresboden aus. Ein weiterer Teil wird in Verwerfungen entlang der Platten eingepresst und verursacht dadurch Erdbeben – die größten bekannten Erdbeben der Erde kamen so zustande.

Ein anderer Teil wird mit der abtauchenden Platte in größere Tiefen verfrachtet und dort “ausgeschwitzt”. Da dies bevorzugt in Tiefen um 90-120 km geschieht und dort das umgebende Material des Erdmantels sehr heiß ist, kommt es stellenweise zum Schmelzen des Erdmantels. Die gebildeten Schmelzen steigen zusammen mit den Fluiden zur Oberfläche hoch, was dort zum einen zum Austritt gewaltiger Mengen giftiger Gase, zum anderen zu hochexplosiven Vulkanausbrüchen führt, bei denen die genannten Gase in die Atmosphäre geblasen werden – mit gravierenden Folgen für das globale Klima und die lokale Umwelt.

Der etwas saloppe Ausdruck “Subduktionsfabrik”, den die Wissenschaftler für die Kollisionszonen geprägt haben, beschreibt die Vorgänge treffend: Riesige Materialmengen werden transportiert, umgewandelt und verarbeitet.

Der SFB 1834 ist einer von vier derzeit an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel angesiedelten Sonderforschungsbereichen. Sie ermöglichen die Durchführung aufwendiger und langfristig konzipierter Forschungsvorhaben in fächerübergreifender Kooperation.

Außer dem GEOMAR Forschungszentrum für marine Geowissenschaften beteiligen sich Wissenschaftler aller drei Abteilungen des Instituts für Geowissenschaften der Kieler Universität und des Kieler Instituts für Meereskunde an den Forschungsarbeiten: Geophysiker, Geochemiker, Geologen, Mineralogen, Petrologen, Meeresbiologen, Mikrobiologen und Ingenieure. Jahrelange Vorarbeiten der Kieler und die Ergebnisse ihrer zahlreichen Expeditionen überzeugten die in- und ausländischen Gutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft davon, dass es eine wichtige Aufgabe der deutschen Forschung ist, die Arbeitsweise und die Geheimnisse der “Subduktionsfabrik” näher zu ergründen.