Auf Vulkansuche in der Arktis
Obwohl vulkanische Aktivität am Meeresboden entlang der sogenannten Mittelozeanischen Rücken mehr als zwei Drittel der Kruste unseres Planeten produziert, wissen wir recht wenig darüber, wie diese Prozesse ablaufen. Scheinbar einfache Fragen wie „Wie oft brechen Unterwasservulkane aus?“ oder „Wie groß sind die einzelnen Lavaflüsse?“ sind bis heute unbeantwortet. Grund dafür ist die Schwierigkeit, Lavaflüsse in der Tiefsee zu kartieren und genau zu datieren.
Prof. Colin Devey ist Meeresvulkanologe und Geochemiker. Am Geomar-Forschungszentrum in Kiel leitet er die Abteilung „Magmatische und Hydrothermale Systeme“. Sein Traum ist es, die Erforschung des Meeresbodens so einfach zu machen wie die Erforschung der Landflächen. Dafür entwickeln er und sein Team seit Jahren Roboter, die wie Hände und Augen in der Tiefsee funktionieren. Der gebürtige Engländer wohnt seit 1988 in Norddeutschland, hauptsächlich in Kiel.
Der Teil des Mittelozeanischen Rückens, der westlich der Vulkaninsel Jan Mayen im arktischen Nordatlantik verläuft, ist ein idealer Ort, um diese offenen Fragen konkret anzugehen. Denn vermutet wird, dass untermeerische Vulkane dort recht häufig ausbrechen. Zum zweiten regnet dort verhältnismäßig viel Sediment auf den Meeresboden ab. Wenn wir abschätzen können, wie dick die Sedimentschichten auf den vulkanischen Gesteinen sind, können wir – wie bei der Staubschicht zu Hause auf den Möbeln – rückschließen, wann die untermeerischen Eruptionen den Meeresboden entstehen ließen.
Die Grundlage für die jetzige Expedition haben wir bereits vor vier Jahren auf einer früheren „Poseidon“-Expedition gelegt. Damals ließen wir das Tauchfahrzeug „ABYSS“ des Geomar zu Wasser. Es hat ein Sonar an Bord, das akustische Signale aussendet. Deren Echos werden aufgezeichnet und können anschließend ausgelesen werden. Da Vulkangesteine sehr hart sind, strahlen frische Laven ein sehr starkes Echo ab. Je mehr Sediment die Lava bedeckt, desto „stumpfer“ wird dieses Echo. Auf der Vorgänger-Expedition hat das „ABYSS“ so mehrere Lavaflüsse kartiert. Es zeigte sich, dass diese unterschiedlich starke Echosignale reflektierten. Deshalb vermuteten wir, dass die vulkanischen Gesteinslagen unterschiedlich alt sind.
Soweit so gut. Aber was genau verraten uns die Sonardaten? Was bedeuten die unterschiedlich starken Echosignale der Lavaflüsse? Können wir Laven unterscheiden, die vor zehn, 100 oder 1.000 Jahren eruptierten? Dazu müssen wir zusätzlich den „Sedimentdecken-Effekt“ bestimmen. Das bedeutet, dass wir die Dicke der Sedimentdecke vor Ort messen müssen. Einfacher gesagt als getan – Unterwasserlavaflüsse sind raue Mondlandschaften, auf dem die Sedimente äußerst heterogen verteilt sind. Daher müssen wir zum Meeresboden hinabtauchen und die Sedimentschichten visuell vermessen.
Dafür verwenden wir den neuesten Tauchroboter „PHOCA“ des Geomar. Dieser ist mit einem weltweit einzigartigen, am Geomar entwickelten und gebauten Kamerasystem inklusive LED-Blitz-Tafeln, ausgerüstet. Mit Hilfe dieser Kamera wird es möglich sein, den Meeresboden dreidimensional zu erfassen und damit die Sedimentdicke, aber auch kleinste Details der vulkanischen Eruptionen am Meeresboden zu kartieren.