SO253

„Auf der Fahrt versuchen wir zu verstehen, wie sich das Eisen aus den hydrothermalen Quellen in das normale Meerwasser verteilt“, so Sylvia Sander. Die Eisenkonzentration an heißen Quellen ist ungefähr eine Million mal höher als im restlichen Ozean. „Sobald das Eisen austritt und mit kaltem sauerstoffhaltigem Meerwasser in Kontakt kommt, fällt es aus, es bildet also Partikel, die zum Beispiel Eisenkrusten am Boden bilden, wie wir sie heute am Brothers-Vulkan gesehen haben“, beschreibt die Chemikerin weiter. „Bis vor kurzem ging man davon aus, dass das gesamte Eisen aus den hydrothermalen Quellen in der Nähe der Austrittsstelle ausfällt und nicht ins Meer hinausgetragen wird. Heute wissen wir aber, dass hydrothermale Eisenwolken über mehrere tausend Kilometer transportiert werden können“, erklärt die Forscherin. Die meisten hydrothermalen Quellen befinden sich in Tiefen von mehreren tausend Metern. Die Eisenwolke steigt normalerweise nicht auf. „Hier im Kermadec-Bogen finden wir aber flachere Quellen, bei denen das Eisen bis in die oberen Wasserschichten aufsteigt, wo das Phytoplankton lebt. Wir wollen rausfinden, wie viel Eisen tatsächlich bis in die lichtdurchflutete Zone gelangt“, erläutert Sylvia Sander die Forschungsfrage, der sie auf unserer Expedition nachgeht.  

 Wenn Sie unten links auf Play klicken, hören Sie, welchen Aufwand Sylvia Sander betreibt, damit kein Eisen aus der Luft oder vom Schiff die eisenhaltigen Wasserproben verunreinigt.

Harald Strauß beschreibt den Schornstein in seinem Labor.

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Das Forschungsrahmenprogramm "Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA)" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung berichtet heute unter www.fona.de über unsere Expedition. 

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Zu Wort kommen Kapitän Lutz Mallon und die Wissenschaftler Prof. Dr. Andrea Koschinsky, Dr. Fabio Caratori Tontini, Prof. Dr. Cornel de Ronde, Prof. Dr. Wolfgang Bach und Prof. Dr. Harald Strauß: 

Ein sonniger Tag an Deck der SONNE: Das Forschungsschiff braust durch den Südpazifik, dass die Gischt an Bord spritzt. Am Heck der SONNE befindet sich das Magnetometer, das die Struktur des Meeresbodens misst. Ein leuchtend oranger Sensor wird vom Schiff durchs Wasser gezogen. Doch etwas ist heute anders: Bei seinem täglichen Kontrollgang stellt der Geophysiker Dr. Fabio Caratori Tontini fest, dass der Sensor von einem Hai attackiert wurde. Tontini präsentiert den abgebrochenen Haizahn, den er aus dem Sensor gezogen hat. Tiefe Bissspuren zerfurchen die einen Zentimeter dicke Ummantelung aus sehr stabilem Fiberglas, ein kleines Stückchen Haizahn steckt sogar noch in der Oberfläche. Auch drei Sensorfinnen sind dem Haiangriff zum Opfer gefallen. "Das passiert ziemlich oft", so der Geophysiker, "es war nicht das erste Mal, dass ein Hai unser Magnetometer angegriffen hat. Aber heute hatten wir den mit Abstand heftigsten Angriff, den ich je erlebt habe."

Haie können das Magnetfeld spüren, das das Magnetometer aufbaut. Sie haben in ihrer Schnauze sehr empfindliche Sinnesorgane, die Lorenzinischen Ampullen, mit denen sie die elektrischen Felder ihrer Beute orten. Wahrscheinlich hat der Hai das Messgerät für Beute gehalten.

Mit dem Magnetometer messen die Wissenschaftler vom neuseeländischen Forschungsinstitut GNS Science Magnetfelder im Meeresboden, erklärt Tontinis Kollege Professor Cornel de Ronde. "Wir messen die Magnetfelder, weil die Gesteine unterschiedliche magnetische Eigenschaften haben: Vulkanisches Gestein hat ein sehr starkes magnetisches Signal, Sediment hingegen haben ein sehr schwaches magnetisches Signal."

Die klassische Anwendung für Magnetfeldmessungen im Boden ist, dass Geologen anhand des Magnetfelds bestimmen, wie alt das Gestein des Meeresbodens ist, erklärt Professor Wolfgang Bach von der Universität Bremen: "Es gab in der Erdgeschichte immer wieder Polaritätswechsel im Magnetfeld und mit jedem Wechsel verbunden ist ein Sprung in der Richtung des Magnetfelds, das in den Steinen gespeichert ist. Durch systematische Vermessungen des Meeresbodens kann man die Spreizungsgeschichte der Ozeankruste sehr gut rekonstruieren und da wir wissen, wann in der Erdgeschichte die Polaritätswechsel stattgefunden haben, können wir damit auch das Alter der Ozeankruste durch diese magnetischen Messungen bestimmen." Normalerweise finden diese Polsprünge etwa alle 250.000 Jahre statt. Der letzte Polsprung geschah vor 800.000 Jahren - der nächste Polsprung scheint lange überfällig zu sein.

Auch sonst ist die Expedition SO253 für Geowissenschaftler hochinteressant: Die Fahrt führt die SONNE mitten in die Kollisionszone von zwei der großen Platten der Erde: Hier taucht die Pazifische Platte unter die Australische Kontinentalplatte ab. An diesem Riss in der Erdkruste sind vor vielen Millionen Jahren Vulkane entstanden und bildeten den Kermadec-Vulkanbogen zwischen Neuseeland und Tonga. Die Expedition widmet sich den Unterwasservulkanen Macauley Cone, Haungaroa, Brothers und Rumble III.

Die Forscher untersuchen die hydrothermalen Quellen an den Unterwasservulkanen, aus denen unterirdisch erhitztes Wasser austritt. Die Wissenschaftler wollen herausfinden, welchen Einfluss die heißen Quellen auf das Meerwasser und die Lebewesen in der Umgebung haben, erläutert Professor Harald Strauß von der Universität Münster: "Was mich sehr interessiert, ist diese gesamte kausale Kette zwischen den Wirtsgesteinen und den biologischen Prozessen zu verfolgen, die dahinter stehen, und die Wechselwirkung der Fluide mit den Gesteinen und dann letztendlich die Nutzung durch die Bakterien und durch die Mikrobiologie, die dann die Basis für die Nahrungsgrundlage sind."

Geleitet wird die Expedition von der Fahrtleiterin Professor Andrea Koschinsky. Sie ist Geochemikerin an der Jacobs University in Bremen und koordiniert das Arbeitsprogramm an Bord. "Die Forschungsfahrt SO253 ist für mich als Fahrtleiterin einmal wissenschaftlich unheimlich interessant, weil wir hier am Kermadec-Inselbogen aktive Hydrothermalsysteme an untermeerischen Vulkanen untersuchen, die durch ihre Fauna, ihre ganze Lebewelt und diese spektakulären diffusen und heißen Fluidaustritte einzigartig sind. Für mich ist es hier an Bord eine sehr schöne Erfahrung mit diesem sehr interdisziplinären und internationalen Team zu arbeiten und zu sehen, wie sich im Laufe der Reise die verschiedenen Arbeiten und die ersten Resultate wie kleine Puzzlesteine zu einem Gesamtbild zusammenfügen."

Das Forschungsschiff SONNE ist das modernste Schiff der deutschen Forschungsflotte und gehört dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, das auch die Wissenschaft an Bord finanziert. Kapitän Lutz Mallon navigiert das Schiff seit seiner Indienststellung im November 2014 über den Pazifischen und Indischen Ozean: "Das ist eine wirklich gut gelungene Plattform für die Wissenschaft. Das Schiff lässt sich hervorragend fahren, hat wirklich sehr gute Manövriereigenschaften, sehr gute Seegangseigenschaften und damit kann man jederzeit den Ansprüchen der Wissenschaft gerecht werden." Von dem Hightech-Schiff aus können mehrere wissenschaftliche Großgeräte wie der Unterwasserroboter ROV QUEST eingesetzt werden, der zu den heißen Quellen auf den Vulkanen hinabtaucht, sie filmt und Wasser- und Gesteinsproben sowie Muscheln mit an Bord bringt. "Die Highlights sind eigentlich immer die ROV-Einsätze und das, was man da so sehen kann", so der Kapitän weiter. "Ein bisschen schwierig ist das hier am Brothers-Vulkan mit den ganzen Meeresströmungen. Das macht das Manövrieren und das Positionieren und den Einsatz mit dem ROV ein bisschen schwierig. Aber bis jetzt war das alles sehr erfolgreich."

Bisher haben Besatzung und Wissenschaft alle Herausforderungen der Fahrt gemeinsam gemeistert. Etwa eine Woche werden sie noch auf hoher See verbringen, bevor sie am 21. Januar 2017 in den Hafen von Auckland auf Neuseeland einlaufen.