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Studie zum neu entdeckten nördlichsten Hydrothermalfeld der Erde
Es gibt eine größere Vielfalt an Hydrothermalsystemen in der Tiefsee als bisher angenommen. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Studie zur nördlichsten hydrothermalen Quelle am Ozeanboden. Erstautor ist Dr. Elmar Albers vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremen. Er und seine internationalen Co-Autor:innen kommen zu dem Schluss, dass die Erforschung hydrothermaler Aktivität in der Tiefsee neu gedacht werden muss. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Earth and Planetary Science Letters veröffentlicht.
Hydrothermalquellen in der Tiefsee gelten als Hotspot des Lebens. Die Suche nach ihnen gestaltet sich oft wie die sprichwörtliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Bekannt ist, dass solche Systeme an durchlässigen Strukturen entstehen, etwa an Spreizungsrücken der Erdplatten. Der Gakkelrücken im Arktischen Ozean ist der am langsamsten spreizende mittelozeanische Rücken weltweit. Hier haben Forschende bei einer Expedition mit dem Forschungseisbrecher POLARSTERN das nördlichste Hydrothermalfeld der Erde entdeckt – nur etwa 300 Kilometer vom Nordpol entfernt.
Während aus schwarzen Rauchern, der wohl bekanntesten Art von Hydrothermalsystemen, metallreiche Fluide ausströmen, haben die Forschenden am neu entdeckten Polaris-Feld mit einer Kombination aus geochemischen Analysen und der Untersuchungen des Meeresbodens metallarme Fluide, dafür aber erhöhte Wasserstoff- und Methangehalte nachgewiesen. „Diese Entdeckung war unerwartet“, sagt Erstautor Elmar Albers, der inzwischen am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung forscht. „Basierend auf den geologischen Begebenheiten des Meeresbodens sowie den wenigen früheren Daten aus Polaris‘ hydrothermaler Rauchfahne gingen wir davon aus, dass wir ein System mit schwarzen Rauchern vorfinden werden.“
Ausgehend von der hydrothermalen Rauchfahne in der Wassersäule sind die Forschenden der Spur an den Ozeanboden gefolgt. Hier sind sie nicht auf Schwarze Raucher, sondern auf kleinteilige Schornsteinstrukturen gestoßen. „Es sind die Wechselwirkungen der Hydrothermalwässer mit den tieferliegenden Gesteinen, die für Polaris‘ Ausprägung verantwortlich sind – und nicht die direkt am Meeresboden anstehenden Gesteine“, erklärt Albers. „Geochemischen Daten von Hydrothermalwässern sind unabdingbar, um die Prozesse im Untergrund zu entlarven. Für die weitaus meisten Hydrothermalfelder an ultralangsam-spreizenden Rücken gibt es keine solche Daten. Ohne sie kann es leicht zu Fehlinterpretationen kommen, wie im Fall von Polaris, mit weitreichenden Folgen beispielsweise für das Verständnis globaler Stoffkreisläufe.“
Die Studie trägt nicht nur dazu bei, den Ozeanboden noch besser zu erforschen. So sehen zum Beispiel Forschende der NASA Hydrothermalsysteme wie Polaris in der eisbedeckten Arktis als direktes Pendant zu den Systemen auf den eisbedeckten Monden anderer planetarer Körper – auf denen hydrothermale Quellen ebenso wie auf der Erde den Ursprung des Lebens ermöglicht haben könnten. Die Expeditionen und Forschung zum Polarisfeld wurden im Rahmen der Förderung für den Exzellencluster „Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“ realisiert.
Das MARUM gewinnt grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und des Meeresbodens prägen durch Wechselwirkungen von geologischen, physikalischen, biologischen und chemischen Prozessen maßgeblich das gesamte Erdsystem. Dadurch werden das Klima sowie der globale Kohlenstoffkreislauf beeinflusst und es entstehen einzigartige biologische Systeme. Das MARUM steht für grundlagenorientierte und ergebnisoffene Forschung in Verantwortung vor der Gesellschaft, zum Wohl der Meeresumwelt und im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen. Es veröffentlicht seine qualitätsgeprüften, wissenschaftlichen Daten und macht diese frei zugänglich. Das MARUM informiert die Öffentlichkeit über neue Erkenntnisse zur Meeresumwelt, und stellt im Dialog mit der Gesellschaft Handlungswissen bereit. Kooperationen des MARUM mit Unternehmen und Industriepartnern erfolgen unter Wahrung seines Ziels zum Schutz der Meeresumwelt.
Dr. Elmar Albers
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften und Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremen
Woods Hole Oceanographic Institution (bis 2024)
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (seit 2025)
E-Mail: e.albers@uni-bremen.de
Elmar Albers, Alexander Diehl, Jessica N. Fitzsimmons, Laramie T. Jensen, Frieder Klein, Jill M. McDermott, Autun Purser, Jeffrey S. Seewald, Maren Walter, Gunter Wegener, Wolfgang Bach, Antje Boetius, Christopher R. German: Ultramafic-influenced submarine venting on basaltic seafloor at the Polaris site, 87°N, Gakkel Ridge. Earth and Planetary Science Letters 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.119166
http://www.marum.de/Heisse-Quellen-in-der-Arktis.html
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, jedermann
Biologie, Chemie, Geowissenschaften, Meer / Klima, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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