Riskante Operation: Zum ersten Mal werden Geoforscher einen aktiven Unterwasservulkan anbohren – den „Brothers Seamount“ vor Neuseeland. Dieser Vulkan stößt heiße, mineralreiche Flüssigkeiten und Gase aus und bezieht seine Hitze aus brodelndem Magma rund eineinhalb Kilometer unter dem Meeresboden. Die Bohrung soll erstmals direkten Einblick in die thermischen und chemischen Bedingungen in einem solchen aktiven Untersee-Vulkan bieten.
Ob am mittelozeanischen Rücken oder entlang der küstennahen Subduktionszonen der Erde: An vielen Stellen entlang dieser Plattengrenzen dringt heißes Magma bis dicht unter den Meeresboden und bildet Unterwasservulkane und Schwarze Raucher – Schlote, aus denen heißes, mit Mineralen angereichertes Wasser quillt. Die teilweise gewaltigen Seamounts zeuge n davon, wie groß diese unterseeischen Feuerberge werden können.
Aktiver Feuerberg mit Schwarzen Rauchern
Doch was im Inneren der Unterwasser-Vulkane vor sich geht, ist bisher nur in Teilen bekannt. Während einige Vulkansysteme an mittelozeanischen Rücken inzwischen recht gut untersucht sind, sind Prozesse und innere Struktur von Schwarzen Rauchern über Subduktionszonen bisher wenig erforscht. Geologen erwarten aber, dass sie sich deutlich von den mittelozeanischen Rücken unterscheiden.
Mehr Aufschluss soll nun der Brothers Seamount geben – dem hydrothermal aktivsten Untersee-Vulkan am Kermadec-Vulkanbogen nördlich von Neuseeland. Allein die Caldera dieses Feuerbergs ist drei Kilometer breit und die Kraterwände ragen bis zu 500 Meter in die Höhe. Im Zentrum des Kraters erhebe sich ein 350 Meter hoher Lavadom, an dem der Vulkan, wie an den Kraterwänden, bis 400 Grad heiße Flüssigkeiten ausspeit. Diese unterseeischen Heißwasserfontänen steigen bis zu 750 Meter in die Höhe.
„Zugang zu kritischen Zonen“
Einen Einblick in Innere dieses beeindruckenden Vulkans sollen nun mehrere Bohrungen im Rahmen des International Ocean Discovery Program (IODP) geben. Von Bord des Bohrschiffs „Joides Resolution“ aus will das internationale Forscherteam sowohl am Kraterrand als auch direkt am Kratergrund des Brothers-Vulkans Tiefbohrungen durchführen. Es ist das erste Mal, dass Wissenschaftler einen aktiven Unterwasservulkan anbohren.
„Diese Bohrung wird uns Zugang zu kritischen Zonen geben, die von Magmaausgasungen und hydrothermalen Hochtemperatur-Zirkulation dominiert sind“, heißt es in den Expeditionszielen. „Damit wird diese Bohrung das Missing Link – die dritte Dimension – in unserem Verständnis der Architektur dieser Vulkane unterhalb des Meeresbodens liefern und mehr über die Verbindung zwischen Magmaaustritt und der Tiefen Biosphäre verraten.“
Unterseeischer Rohstoffproduzent
Ein weiteres Ziel: Die Bohrung soll mehr über die chemische Zusammensetzung der hydrothermalen Flüssigkeiten und ihre Entstehung herausfinden. Weil die heißen Flüssigkeiten der Schwarzen Raucher so stark mit Mineralen angereichert sind, lagern sich im Laufe der Zeit um sie herum dicke Schichten ausgefällter Erze und Metalle ab. Sie enthalten viele wertvolle Rohstoffe, wie Gold, Silber, Kupfer und Zink. Unter anderem deshalb gelten solche hydrothermalen Schlote als mögliche Ziele für einen Untersee-Bergbau.
Die Expedition ist selbst für langjährige Crewmitglieder der Joides Resolution und erfahrene Wissenschaftler spannend. Wenn das knapp 150 Meter lange Forschungsschiff mit dem 62 Meter hohen Bohrturm in diesen Tagen mit der Bohrung beginnt, dann wissen alle an Bord: Eineinhalb Kilometer tiefer am Meeresboden brodelt es.
Was die Crew erlebt und wie die Bohrungen verlaufen, berichten die Wissenschaftler in den nächsten Wochen in ihrem Online-Expeditionstagebuch.
(GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, 09.05.2018 – NPO)
