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Heiße Quelle am kalten Meeresboden

Heiße Quelle am kalten Meeresboden

Direkt von Bord – ein Expeditionsblog des Forschungsschiffs SONNE

Heiße Quelle am kalten Meeresboden

Der zweite Expeditionsblog-Beitrag der SO259

Von Dr. Ulrich Schwarz-Schampera (Arbeitsbereichsleiter für Lagerstätten und ihren Herkunftsnachweis, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) und Bettina Landsmann (Diplom-Geologin, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe)

Seit vier Wochen ist unsere Welt zweigeteilt. Unter uns das Meer. Mit seinem tiefen Blau und seiner gekräuselten Oberfläche. Mit unzähligen glitzernden Lichtreflexen erstreckt es sich weit bis zum Horizont und wird dort scharf abgeschnitten. Darüber leuchtet der Himmel in lichtem Blau. Darin schweben weiße Wattebälle perlenschnurartig und nah am Horizont. Mit gerader, dunkler Unterkante bauen sich die Wolken nach oben immer weiter auf und glänzen wie Eischnee.

Silberne fliegende Fische, nicht größer als Heringe, springen bei voller Fahrt des Schiffs seitlich aus den Wellen hervor und gleiten elegant mit ihren flügelähnlichen Flossen über das Wasser, um kurz darauf wieder ins Blau abzutauchen. Dieser Anblick hat bisher jede Forscherin und jeden Forscher an Bord fasziniert. 86 Messstationen im deutschen Lizenzgebiet des Indischen Ozeans liegen schon hinter uns. Im 24-Stunden-Betrieb hat das Wissenschaftsteam ausgewählte Teile des Meeresbodens topografisch kartiert sowie geophysikalisch vermessen. Zudem hat es bereits eine Vielzahl an Wasser-, Gesteins- und Sedimentproben gesammelt und analysiert. Dabei kamen 13 verschiedene Mess- und Probenahmegeräte zum Einsatz. Auch an den starken Seegang während der gesamten Fahrt haben sich inzwischen alle gut gewöhnt.

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Zurzeit erkunden wir das sogenannte Cluster 11 des deutschen Lizenzgebiets. Signale unserer Messgeräte deuten darauf hin, dass hier zwei hydrothermale Quellen im Abstand von 700 Metern im Untergrund liegen. Aber die Geräte identifizieren dort keine Trübung durch eisenhaltigen Partikel im Wasser. Diese ganz typischen Anzeichen eines Schwarzen Rauchers fehlen einfach. Das regt natürlich den Forschergeist an. Immer wieder stecken die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Köpfe zusammen und betrachten die neu gewonnen Karten und Daten, aber erklären können sie sich dieses Phänomen nicht.

Nach den Frühjahrsstürmen der letzten Wochen ist der Wellengang inzwischen unter 2,5 Meter gesunken. Unter diesen Bedingungen kann das Schiff große und vergleichsweise leichte Geräte wie das „Golden Eye“ sicher in die Tiefe führen. In dem signalgelben Glasfaserrahmen des „Golden Eye“ befindet sich eine Riesenspule von 3,5 Metern Durchmessern, die es ermöglicht, die elektrische Leitfähigkeit der Gesteine in Tiefen von bis zu 20 Metern unter dem Meeresboden zu vermessen.
Zudem ist ein weiteres elektrisches Dipol-Dipol System installiert, mit dem zusätzliche Parameter der Erzvorkommen ermittelt werden können. 22 Stunden dauert der Messeinsatz über schroffem Basalt. Im Labor des „Golden Eye“-Teams herrscht dabei angespannte Stille. Selbst neugierige Besucherinnen und Besucher wagen nicht, das konzentrierte Schweigen zu durchbrechen und schleichen sich leise wieder davon. Dann jedoch, an einer Stelle, verändert sich die Farbe ins rötliche, und ab und an streckt eine weiße Seeanemone ihre filigranen Fangärmchen, fast wie zum Gruß, in die Höhe. Die Geologen und Biologinnen sind jetzt sicher: Ganz in der Nähe muss eine der gesuchten hydrothermalen Quelle sein! Der Fahrtleiter schickt sofort den Video-Schlitten STROMER genau an dieser Stelle hinterher.

Jeder verfolgt die Kamerafahrt live mit: Auf den Monitoren im Labor oder auf großer Leinwand im Besprechungsraum. BGR-Elektroingenieur Henning Wedemeyer hat den STROMER mit fünf Kameras und kleinen Propellern ausgestattet. Konzentriert lenkt er das Gerät per Joystick nach Anweisung des Fahrtleiters über den Tiefseeboden. Neben ihm sitzt Matrose Reno Roß, der mit einer Fernbedienung auf dem Schoß die Seilwinde steuert. Und tatsächlich: Die Gesteine leuchten in vielen Rot- und Ockertönen oder grün – typische Farben von Eisen- und Kupfermineralen in Erzvorkommen. Immer mehr weiße Kreaturen wimmeln über den Bildschirm: Seeanemonen, Muscheln, Krabben und Fische.

Und jetzt ist auch das Rätsel gelöst: Ein grünes Kupfermineral, das vor allem in Wüsten vorkommt, deutet darauf hin, dass die Temperaturen hoch sein müssen. Die Wassertiefe ist hier mit knapp 2900 Metern vergleichsweise gering. Im Untergrund wird deshalb ein hydrothermales „Kochen“ vermutet. Dabei werden metallreiche Minerale gebildet und nur das Gas tritt aus – wie beim Wasserkochen. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um Schwefelwasserstoff, der beim Austritt sofort wieder im Wasser gelöst wird. Die Austrittsfahne ist deshalb klar und ohne Bläschen. Für die Lagerstättenbildung ist dieser Vorgang günstig, weil hier keine Metalle als Partikelfahne entweichen, sondern konzentriert im Untergrund verbleiben.

„Wir haben ein weiteres Hydrothermalfeld am Südostindischen Rücken gefunden. Nach dem PELAGIA-Feld 2014 ist es erst das zweite Feld an diesem Rücken“, freut sich Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera von der BGR. „Da es im Indischen Lizenzgebiet bereits ein SONNE-Feld gibt, welches die RWTH Aachen 1987 identifiziert hat, nennen wir das neue Feld entsprechend unserer Forschungsplattform nun 'New SONNE-Feld'“, ergänzt er und strahlt dabei.