Expedition zu den heißen Quellen an Unterwasservulkanen im Südpazifik

Der erste Expeditionsblog-Beitrag der SO253

Am 22. Dezember sind wir mit dem modernsten deutschen Forschungsschiff, der SONNE, aus dem Hafen von Nouméa ausgelaufen. Nouméa ist die Hauptstadt von Neukaledonien, einer Insel vor Australien, die zu Frankreich gehört. Vorbei an winzig kleinen Inseln im Südpazifik haben wir dann Kurs auf den Kermadec-Vulkanbogen genommen. Hier taucht die Pazifische Platte unter die Australische Kontinentalplatte ab. An diesem Riss in der Erdkruste sind vor vielen Millionen Jahren Vulkane entstanden, die den Kermadec-Vulkanbogen zwischen Neuseeland und der Insel Tonga bilden.

Unter der wissenschaftlichen Fahrtleitung von Prof. Dr. Andrea Koschinsky von der Jacobs University widmen wir uns den geologischen, chemischen und biologischen Prozessen in heißen Quellen am Meeresboden. Sechs Wochen lang erforschen wir mehrere Unterwasservulkane, um herauszufinden, welchen Einfluss die heißen Quellen an den Vulkankratern auf das Meerwasser und die Lebewesen in der Umgebung haben.

„Wir untersuchen heiße Quellen an untermeerischen Vulkanen. Die Quellen liegen in verschiedenen Wassertiefen zwischen 200 und 1.600 Metern. Wir möchten herausfinden, ob der Einfluss dieser heißen Quellen bis in die obere lichtdurchflutete Wasserschicht reicht, in der das Plankton wächst“, erläutert Andrea Koschinsky. „Heiße Quellen tragen lebenswichtige Elemente wie Eisen in den Ozean ein“, so die Geochemikerin weiter. „Bisher geht man davon aus, dass das für das Planktonwachstum entscheidende Eisen nur als Staub oder durch Flüsse ins Meer getragen wird. Wir haben aber die Theorie, dass auch das Eisen aus heißen Quellen am Meeresboden hierbei eine Rolle spielt.“ An der Fahrt nehmen auch Kolleginnen und Kollegen aus den Fachbereichen Geologie, Biologie und Geophysik teil, die die Unterwasservulkane aus anderen Blickwinkeln betrachten.

Unser Tagesablauf auf See richtet sich nach den Probennahmen: Wenn der Tauchroboter Marum-QUEST am späten Abend mit reicher Probenfracht zurück an Deck kommt, analysieren wir die ganze Nacht lang die gewonnenen Proben. Die meisten anderen Geräte werden in der Nacht ins Wasser gesetzt, so dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und Besatzung auch hierfür Nachtschichten einlegen müssen.

In diesem Moment verfolgen wir über Monitore, wie der Unterwasserroboter QUEST einen Vulkankrater genau unter unserem Schiff erkundet. Der Meeresboden in einer Wassertiefe von 320 Metern ist bedeckt mit Muscheln, Sediment und Gesteinsbrocken. Im Scheinwerferlicht tummeln sich Fische. Halb mit Sediment bedeckt entdecken wir einen Plattfisch, der sich selbst dann nicht rührt, als eine Krabbe auf ihm herumklettert. Dann erreichen wir die erste hydrothermale Quelle, an der eine hellgraue Wolke aus heißem Wasser, Metallen und Nährstoffen aus dem Gestein austritt. Wir messen die Temperatur, die hier bei 112 Grad Celsius liegt, und nehmen Wasser- und Gesteinsproben. Mit einem Greifarm kann der Roboter ein Netz aus einer großen Schublade holen, mit dem er Muscheln einsammelt. Der Tauchgang dauert den ganzen Tag lang und in der Nacht analysieren wir erste Proben direkt an Bord und konservieren die Proben, die wir erst in unseren Heimatlaboren in Deutschland untersuchen werden.

Die Fahrt steht ganz unter dem Motto „Entdecken“: Mit dem Tauchroboter QUEST erhalten wir Einblicke in die Tiefsee, die noch kein Mensch vor uns hatte. Auch die Wasser- und Gesteinsproben offenbaren Prozesse am Meeresboden, die bisher unerforscht sind. Gleichzeitig möchten wir mit unseren Forschungsarbeiten einen Beitrag zum Schutz der Meere leisten: Nur wenn wir das komplexe Zusammenspiel von Tieren, Pflanzen, Strömungen und Substanzen im Wasser verstehen, können wir den Ozean wirkungsvoll schützen. Die Doktorandin Rebecca Zitoun untersucht beispielsweise, ab welcher Konzentration Kupfer giftig für Muscheln und andere Meereslebewesen ist: „Meine Messungen deuten darauf hin, dass nicht die Gesamtmenge von Kupfer darüber entscheidet, ob Lebewesen gefährdet sind oder nicht, sondern lediglich die Menge von freiem oder schwach gebundenem Kupfer.“