Bythograeid-Krabben auf einer durch Eisen gelb gefärbten Sulfidschlotstruktur. (WHOI/NDSF/ROV Jason/NSF) Ein riesiges Feld hydrothermaler Quellen auf dem Meeresboden in den dunklen Tiefen des Ostpazifiks ist das heißeste und größte, das bisher in der Region entdeckt wurde.
Nicht nur das, es befindet sich auch an einem Ort, von dem Wissenschaftler nicht erwartet hatten, aktive Quellen zu finden, geschweige denn ein ganzes System davon, Hunderte Meter von der Achse eines Vulkanrückens entfernt.
Die Entdeckung könnte laut Wissenschaftlern einen erheblichen Einfluss auf unser Verständnis von Entlüftungssystemen und der Rolle, die sie in den Ökosystemen der Ozeane spielen, haben.
Das Feld wurde von einem Wissenschaftlerteam entdeckt, das autonome Unterwasserfahrzeuge einsetzte, um den Meeresboden in Tiefen zu kartieren, die für menschliche Entdecker unwirtlich sind.
In Daten des AUV der Woods Hole Oceanographic Institution Posten , sah das Team eine Region riesiger Türme, die bis zu drei Stockwerke hoch in Tiefen von 2.560 (8.400 Fuß) Metern unter der Oberfläche standen – in den stillen, dauerhaft dunklen Tiefseetiefen.
Eine mit einem Temperaturlogger überwachte Entlüftung. (WHOI/NDSF/ROV Jason/NSF)
Anfangs glaubte das Team, dass die Entlüftungsöffnungen ausgestorben seien, doch ein genauerer Blick ergab etwas anderes.
„Wir waren erstaunt, dass das Feld nicht nur sehr aktiv war, sondern auch eine größere Fläche und eine höhere Ursprungstemperatur aufweist als jedes andere bekannte hydrothermale Entlüftungsfeld entlang dieses Teils des Ostpazifik-Rückens, das in den letzten 30 Jahren untersucht wurde.“ sagt Meeresgeologe Daniel Fornari von WHOI.
Hydrothermale Quellen beherbergen einige der faszinierendsten Ökosysteme der Erde. Dabei handelt es sich um Öffnungen am Meeresboden, durch die Wärme und Chemikalien aus der Erdkruste entweichen, was üblicherweise mit vulkanischer Aktivität in Zusammenhang steht.
Die Entlüftungsfahnen selbst können sengend heiß sein, über 400 Grad Celsius (750 Fahrenheit), doch das Leben gedeiht in ihrer unmittelbaren Nähe.
Das meiste Leben auf der Erde ist auf ein photosynthetisches Nahrungsnetz angewiesen, aber unten in der badypelagischen Dunkelheit nimmt das Leben einen anderen Weg. Die von den Schloten abgelagerten Chemikalien speisen ein Nahrungsnetz, das auf Chemosynthese basiert und chemische Reaktionen anstelle von Sonnenlicht zur Energiegewinnung nutzt.
Dies ist nicht nur ein erstaunlicher Beweis dafür, dass das Leben einen Weg findet, sondern es enthüllt auch einen Mechanismus, durch den Leben auf anderen Welten existieren könnte, beispielsweise auf der eisige Sonnensystemmonde Enceladus und Europa .
Sie sind auch für den Ozean als Ganzes von großer Bedeutung, da sie ein Transportsystem aus dem Erdinneren bereitstellen, das dabei hilft, die Chemie und Temperatur der Ozeane zu regulieren. Da sie jedoch oft in Tiefen gefunden werden, die für den Menschen nicht besonders gastfreundlich sind, ist unser Verständnis über sie wirklich unvollständig.
Gewöhnlich konzentriert sich die Suche nach hydrothermalen Entlüftungssystemen im Ostpazifik auf die Nähe von Bergrückenachsen und Orten vulkanischer Aktivität.
Hier versuchte ein Team unter der Leitung der chemischen Ozeanographin Jill McDermott von der Lehigh University, das Gebiet westlich und östlich des axialen Troges des East Pacific Rise besser zu kartieren Posten Sonar ermöglicht die Erstellung dreidimensionaler Karten des Meeresbodens.
Ein spektakulärer Abzugschornstein am Standort. (WHOI/NDSF/ROV Jason/NSF)
„Die Kartierungsarbeiten liefern ein detailliertes Bild des Meeresbodens, sodass wir Veränderungen überwachen und quantifizieren können, die auftreten, wenn der nächste Vulkanausbruch entlang dieses Teils der Ostpazifischen Rückenachse stattfindet.“ McDermott erklärt .
Während dieser Untersuchung sah das Team die Spitzen eines riesigen Schlotfeldes, 750 Meter östlich der Rückenachse und 5 bis 7 Kilometer nördlich der nächsten bekannten aktiven Schlote auf der Achse.
Bei der Probenahme von neun Schloten wurden Temperaturen von 368 Grad Celsius festgestellt, wobei Elemente, deren Vorhandensein auf noch höhere Ursprungstemperaturen hindeutete – ein Minimum von 437 Grad Celsius für das beobachtete Eisen-Mangan-Verhältnis.
Insgesamt deckte das Spielfeld eine Fläche ab, die einem Fußballfeld entsprach, sagte das Team. Seine Nähe zu einer Verwerfungslinie lässt darauf schließen, dass es durch tektonische Aktivität kontrolliert wird.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Entlüftungsöffnungen dazu beitragen könnten, nach Vulkanausbrüchen nahegelegene hydrothermale Ökosysteme wieder anzusiedeln. In den letzten Jahrzehnten kam es auf dem Ostpazifik-Rücken zu zwei Ausbrüchen; eine von 1991 bis 1992 und eine weitere in den Jahren 2005 bis 2006. Eine weitere wird voraussichtlich in einigen Jahren auftreten, sagten die Forscher.
Eine umfassendere Erforschung des Tiefseebodens könnte weitere Entlüftungsfelder an unerwarteten Orten aufdecken, was wiederum unser Verständnis für die Funktionsweise dieser nahezu fremden Ökosysteme verbessern kann.
„Es gibt noch viel zu entdecken über Tiefseequellen entlang des globalen mittelozeanischen Rückens, sowohl hinsichtlich ihrer Lage als auch hinsichtlich ihrer geologischen, geochemischen und biologischen Eigenschaften.“ sagt McDermott .
„Ich hoffe, dass unsere Studie künftige Forschungsbemühungen dazu anregen wird, auf die Kartierung von außeraxialen Bereichen entlang des globalen mittelozeanischen Rückenkamms zu zielen, um das Ausmaß der hydrothermischen Entlüftung außerhalb der Achse im Vergleich zur axialen Entlüftung besser zu quantifizieren.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in PNAS (Link zum Zeitpunkt des Schreibens noch nicht verfügbar).