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Tiefsee: Schwarze Raucher: Gesamtsystem erstmals entschlüsselt

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Mit Hilfe von Seismometern ist es Geologen erstmals gelungen, das hydrothermale System so genannter Schwarzer Raucher – heißer Tiefseequellen – von der Herkunft des Wassers bis zu dessen neuerlichen Austritt zu entschlüsseln.

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Ostpazifischer Anstieg | Tiefenkarte des Ostpazifischen Anstiegs: Die schwarzen Punkte symbolisieren das Epizentrum der Minibeben, wobei das Gebiet mit der höchsten Dichte an Punkten wohl den Wasserzufluss markiert. Dort versickert die Flüssigkeit in einem verschütteten Kamin und wandert anschließend nach Norden, wo es in Hydrothermalquellen wieder austritt.
Die Studien von Maya Tolstoy von der Columbia-Universität in New York und ihren Kollegen werfen dabei das bislang gezeichnete Bild der Hydrothermalquellen über den Haufen: Laut bisheriger Annahmen presst der hohe Druck das Wasser durch große Bruchlinien in das Gestein, die sich an den Flanken des mittelozeanischen Rücken befinden. Anschließend soll oberflächennaher Vulkanismus das Nass aufheizen, weshalb es aufsteigt und in den zentralen Bereichen des Rückens wieder austritt.

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Schema der Entstehung von Schwarzen Rauchern | Nach den Daten der Forscher sickert kaltes Tiefseewasser durch einen großen, verschütteten Kamin auf dem Mittelozeanischen Rücken in die Tiefe. Im Gestein strömt es über eine Magmablase, die das Wasser aufheizt, sodass es aufsteigt und durch heiße Quellen wieder ins Meer zurückgelangt.
Die Auswertung von 7000 Minibeben am East Pacific Rise südwestlich von Acapulco zeichnet jedoch ein anderes Bild: Demnach sickert die Flüssigkeit durch kleinere Risse eines verschütteten, rund 200 Meter breiten Kamins auf dem Ozean-Rücken in Richtung Erdinneres. Von dort strömt es entlang des Rückens über eine Magmakammer, die das Wasser aufheizt, bis es durch eine Reihe von Schloten wieder an die Oberfläche blubbert.

Die kleinen Erschütterungen selbst sind wohl Resultat dieses Kreislaufes: Das Wasser nimmt die Hitze des Gesteins auf und kühlt es ab. Dadurch schrumpft es, und Risse bilden sich, die das Gestein zum Zittern bringen. Zudem passiert nach den Berechnungen der Forscher das Wasser deutlich schneller das System, als bislang gedacht: Rund 3,8 Milliarden Liter könnten demnach pro Jahr umgesetzt werden.

Gestützt werden ihre Daten durch die parallelen Beobachtungen von Biologen: Während im Sickerfeld kaum etwas lebt, wimmelt es im Quellenbereich nur so von Bakterien, Muscheln, Röhrenwürmern und anderen Tieren. (dl)
11.01.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 11.01.2008

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