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Prof. Dr. Johannes Imhoff, Mikrobiologe aus dem
Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften schwärmt "Tiefblauer
Ozean soweit das Auge reicht und blauer Himmel über uns. An Deck ist
es mit 26 Grad sommerlich warm."
Am 16. Januar startete der dritte Fahrtabschnitt
der 60. METEOR-Expedition. Die Reise führt von Martinique in der
Karibik mitten auf den Atlantischen Ozean hinaus. Auf etwa 15 Grad
nördlicher Breite, querab der Kapverdischen Inseln, erkundet das
28-köpfige internationale Wissenschaftlerteam, mit Forschern aus
Deutschland, Frankreich, Brasilien und den USA geologische und
biologische Prozesse am Mittelatlantischen Rücken.
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Der Tiefseeroboter "Quest" wird vom
Forschungsschiff METEOR ausgesetzt
(Copyright Imhoff) |
Dieser mehrere Tausend Kilometer lange
untermeerische Vulkangebirgsgürtel bildet die Nahtstelle zwischen der
amerikanischen und der afrikanischen Kontinentalplatte. Erdbeben,
vulkanische Eruptionen und Lavaausflüsse prägen das Geschehen am
Meeresboden.
Um zu untersuchen, wie Kontinentalplatten
entstehen, wie sich Erzlagerstätten bilden und wie sich in diesen
Tiefen Lebensgemeinschaften entwickelt haben, die ausschließlich von
chemischer Energie abhängen und kein Sonnenlicht benötigen, setzen die
Wissenschaftler zum ersten Mal den Forschungsroboter QUEST der
Universität Bremen ein.
Der Leiter des Kieler Instituts für
Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR), Prof. Dr. Peter Herzig, erläutert:
"Mit Hilfe des neuen deutschen Tiefseeroboters QUEST können wir jetzt
ohne Personaleinsatz den heißen Quellen und dem Meeresboden Proben
entnehmen und einzigartige Bilder aus den vielfältigen Lebensräumen in
der Tiefsee gewinnen. Erstmals hat die deutsche Meeresforschung jetzt
ein Gerät, mit dem wir diese Tiefen erreichen können".
Besonders in Bereichen, in denen die Erdkruste sich
dehnt, gelangt Meerwasser in den tiefen Untergrund des Meeresbodens.
Dort kommt es zur Bildung von heißen, sogenannten Hydrothermalquellen.
Beim Kontakt des Meerwassers mit dem hocherhitzten Gestein laufen
viele chemische Reaktionen ab, durch die zahlreiche reduzierte
Substanzen wie Schwefelwasserstoff, Methan, Wasserstoff und
metallische Ionen gebildet und mit dem hydrothermalen Wasser
freigesetzt werden. Dadurch werden im Verlauf der Zeit Schlote
gebildet, aus deren "Rauchern" bis zu 400°C heißes Wasser austritt.
Fahrtleiter an Bord der METEOR ist Dr. Thomas Kuhn,
TU Freiberg: "der erste Tauchgang des Tauchroboters QUEST konnte im
Logatchev-Feld in 3030 m Wassertiefe durchgeführt werden. Trotz des
schönen Wetters gab es immer noch eine ca. 2-3 m hohe Dünung. Das
Aussetzen war daher entsprechend schwierig. Aber die Nautiker konnten
die METEOR gut stabilisieren".
"Im Verlauf des Tauchganges konnten wir den
"IRINA-2" genanten Komplex wiederfinden, der aus mehreren, 2-4 m
hohen, aktiven Rauchern besteht und auf dem Gipfel eines ca. 15 m
hohen Rückens steht. Die Schornsteine sind zum Teil dicht mit
Organismen bedeckt und werden von Muschelfeldern umrahmt. Sie bestehen
aus einem inneren, durch Kupfersulfide dominierten Bereich, der die
Zirkulation der heißesten Lösungen markiert und einer äußeren,
zinkreichen Zone. Oft sind mehrere schlotartigen Gebilde
zusammengewachsen und deuten auf unterschiedliche Generationen hin."
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Aus dem Schlot eines Schwarzen Rauchers
sprudelt Wasser mit Temperaturen von mehreren Hundert Grad an die
Oberfläche und gibt chemische Stoffe aus dem Erdinneren ab
(Copyright rcom Bremen) |
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"Im Umfeld von IRINA-1 konnten wir spektakuläre
Aufnahmen eines rauchenden Kraters machen. In dieser runden, ca. 5-7 m
im Durchmesser großen und 2 m tiefen Mulde tritt aus einzelnen kleinen
Löchern am Meeresboden schwarzer Rauch in großen Mengen und
unglaublicher Intensität aus. Die Probennahme erwies sich als äußerst
kompliziert, da der schwarze Rauch auch die Sicht sehr behinderte und
eine genaue Kontrolle der Entfernung des Tauchbootes von den heißen
Austrittsstellen fast unmöglich machte. Trotzdem gelang es, drei
Flüssigkeitsproben aus zwei unterschiedlichen Höhen über der
Austrittsstelle zu gewinnen".
Welche Organismen unter diesen Bedingungen noch
existieren können, untersuchen die Kieler Mikrobiologen Prof. Johannes
Imhoff und Dr. Jörg Süling des IFM-GEOMAR an Bord der METEOR.
Denn mit dem Hydrothermalwasser wird reduzierter
Schwefel freigesetzt, der von Bakterien zur Energiegewinnung genutzt
werden kann. Da bei diesen Prozessen nicht Licht, sondern chemische
Reaktionen die nötige Energie liefern, spricht man in Analogie zur
Photosynthese von Chemosynthese. Chemosynthetische Bakterien sind
somit die Existenzgrundlage einzigartiger, üppiger
Lebensgemeinschaften, die im Bereich heißer und warmer Quellen wahre
Oasen in der Wüste der Tiefsee bilden. In diesen Quellbereichen
beträgt ihre Biomasse etwa das 200-300-fache dessen der Umgebung.
Besonders angepasste hyperthermophile Bakterien
können noch bei Temperaturen bis 130°C leben. Wird es kühler als 80°C,
sterben sie ab. Zum Vergleich: bereits bei Temperaturen von mehr als
42°C sterben die Zellen der meisten Organismen an der Erdoberfläche
durch Überhitzung.
Neben der Grundlagenforschung dienen die
Untersuchungen der mikrobiellen Lebensgemeinschaften dazu, Enzyme aus
diesen hitzeliebenden Organismen zu isolieren. Sie werden bei der
Herstellung von Arzneimitteln durch die biochemische Industrie
benötigt.
Die METEOR-Expedition findet im Rahmen eines
Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft statt, und
endet am 13. Februar in Fort de France, Martinique. |
