Schwarze Raucher sind hydrothermale Quellen auf dem Meeresboden, aus denen bis zu 400 Grad heißes Wasser austritt und dort die ansonsten lebensfeindliche Tiefsee zu einer wahren Oase für vielfältige Lebensgemeinschaften macht. Doch wie kommen die Tiere von einem Schwarzen Raucher zum nächsten? Welche Stoffe werden durch die Hydrothermalsysteme in den Kreislauf der Ozeane eingebracht? Und wie ist die Energiebilanz? Diese Fragen standen im Zentrum einer Expedition zum mittelatlantischen Rücken mit dem deutschen Forschungsschiff „Maria S. Merian“ Ende 2006.
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Die Entwicklungsgeschichte der frühen Erde und die geochemischen Aspekte der Evolution stehen im Mittelpunkt der Arbeit von Prof. Harald Strauß vom Lehrstuhl für historische und regionale Geographie der Universität Münster. „Ich interessiere mich für die Rolle des Schwefels bei geologischen Prozessen, doch wenn wir alte Gesteine untersuchen, können wir immer nur die fertigen Produkte beobachten und niemals die Prozesse, wodurch sie entstanden sind. Deshalb ist die Untersuchung der Schwarzen Raucher so wichtig für meine Arbeit“, erklärt Strauß.
Hydrothermalfelder im Visier
Im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1144 „Vom Mantel zum Ozean: Energie-, Stoff- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das seit 2003 läuft und bis 2009 finanziert wird, nimmt Strauß an der Untersuchung zweier Felder von Schwarzen Rauchern teil. Das Logatchev-Hydrothermalfeld, 1994 von einer russischen Expedition entdeckt, liegt bei 15 Grad nördlicher Breite, ungefähr auf der Höhe von Martinique und den Kapverdischen Inseln. Das zweite Zielgebiet mit einer Gruppe von Hydrothermalfeldern liegt zwischen fünf und zehn Grad südlicher Breite, in der Nähe des britischen Militärstützpunktes Ascension Island.
Mindestens einmal im Jahr wird jedes der beiden Zielgebiete unter Federführung des Leibniz-Institutes für Meereswissenschaften an der Universität Kiel (IFM-GEOMAR) angefahren. Vier Wochen war Strauß im November unterwegs, um das Logatchev-Feld gemeinsam mit seinem Doktoranden Marc Peters und seiner Master-Studentin Charlotte Ockert unter die Lupe zu nehmen. Insgesamt 23 Wissenschaftler, darunter auch Briten, Russen und Chinesen, waren diesmal unterwegs. Erstmals an Bord war auch der Rockdrill 2 des British Geological Survey. Dieses Bohrgerät ermöglichte es zum ersten Mal, ein dreidimensionales Bild der Hydrothermalsysteme auch unterhalb des Meeresbodens zu erhalten. „Bei den Bohrungen von Bohrschiffen aus gehen die oberen Meter des Meeresbodens häufig verloren, die uns interessieren und die wir mit dem Rockdrill jetzt nach oben holen konnten.“
Auswertung der Bohrkerne
Die jeweils 1,5 Meter langen Bohrkerne wurden noch an Bord zwecks Archivierung geteilt und ausgewertet. Das Interesse von Strauß galt dabei vor allem der Frage, wo die Elemente, die von den Hydrothermalquellen ausgestoßen werden, herkommen. Existierende Bilanzierungen des Schwefelkreislaufes vernachlässigten bisher die Rolle der Hydrothermalfelder an mittelozeanischen Rücken. „Dabei ist es wichtig, zu wissen, ob die Schwarzen Raucher das Meerwasser nur recyceln oder ob zusätzlich Elemente aus dem Erdmantel in den Stoffkreislauf gebracht werden“, so Strauß.
Vor allem Schwefel und Eisen, aber auch Kupfer und Zink sowie andere Mineralien werden an den Schwarzen Rauchern ausgefällt und ergeben die charakteristische schwarze Fahne an der Austrittsöffnung. Die Mineralien formen Schornsteine, die bis zu zehn Meter hoch werden können. Alle bisher gefundenen hydrothermalen Quellen liegen auf dem so genannten Mittelatlantischen Rücken, einem untermeerischen Gebirge im Atlantik, das Teil eines rund 60.000 Kilometer langen Netzwerks mittelozeanischer Rücken ist. Seit der ersten Entdeckung im Jahr 1977 sind weltweit bislang gut 200 aktive Hydrothermalsysteme gefunden worden.
(Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 09.01.2007 – AHE)
