Forschungsfahrt zu den Wolken im Meer

Dunkler Rauch steigt auf vom Meeresboden, der sich zu Wolken formt, freigesetzt von Unterwasservulkanen zwischen 700 und 1800 Metern unter der Wasseroberfläche. Was genau diese Wolken enthalten, wie weit sich deren Inhaltsstoffe im Meer verbreiten, will eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern erforschen. Mit dabei ist ein fünfköpfiges Team der Jacobs University unter Leitung der 31-jährigen Geochemikerin Dr. Charlotte Kleint.
Roboter unter Wasser nimmt eine Probe an einer schwarzen Rauchwolke (MARUM)
Der Unterwasserroboter ROV Quest nimmt Wasserproben an einem so genannten Schwarzen Raucher" am Meeresboden.
Foto: MARUM

Insgesamt 36 Wissenschaftler werden am 1. Juni an Bord des Forschungsschiffes „Sonne" mit der Reise SO263 den Hafen von Suva verlassen, der Hauptstadt der Fidschi-Inseln im Südpazifik. Ihr Ziel befindet sich zwei Tagesreisen entfernt: der Tonga-Bogen, ein Unterwassergebirge mit Dutzenden von Vulkanen am Grund des Meeres.

Drei junge Wissenschaftler auf dem Deck eines Schiffs füllen Wasserproben ab (Marie Heidenreich / Projektträger Jülich)
Charlotte Kleint mit Gastwissenschaftler Jan Hartmann (li.) und dem damaligen Bachelorstudenten Nico Fröhberg beim Abfüllen von Wasserproben während der Forschungsfahrt SO253.
Foto: Marie Heidenreich / Projektträger Jülich

Über 300 Grad Celsius kann es dort heiß werden. Was aber genau spucken die Unterwasservulkane aus? Das wollen die Forscher ergründen. „Wir werden Wasserproben nehmen, sowohl direkt an der Quelle als auch entlang der gesamten Wassersäule bis zur Oberfläche", sagt Charlotte Kleint. Dabei geht es ihnen vor allem um die Konzentration und Verbreitung von Spurenmetallen wie zum Beispiel Eisen, einem wichtigen Nährstoff für alle Lebewesen, das selbst noch so kleine maritime Organismen benötigen und das vermutlich einen wichtigen Beitrag zur Bildung von Plankton leistet.

Wie aber gelangt das Eisen in die Ozeane? Lange gingen die Wissenschaftler davon aus, dass es vor allem über Flüsse und Verwehungen von kontinentalem Staub ins Meer kommt. Aber auch die hydrothermalen Quellen des Tonga-Bogens und des benachbarten Kermadec-Bogens könnten eine wichtige Rolle spielen, da sie meist sehr eisenreich sind und ihre Stoffe oft in relativ geringen Tiefen von nur wenigen hundert Metern in die Wassersäule eintragen. Zum Kermadec-Bogen nördlich von Neuseeland hatten Wissenschaftler unter Leitung von Prof. Dr. Andrea Koschinsky, Professorin für Geochemie an der Jacobs University, im vergangenen Jahr eine Forschungsfahrt unternommen, auch Charlotte Kleint war damals schon mit dabei. Die neue Forschungsfahrt knüpft an die Erkenntnisse dieser vorangegangenen Expedition SO253 an.

Bevor aber die Inhaltstoffe einer Unterwasserwolke gemessen werden können, muss sie erst einmal gefunden werden. Dabei hilft ein Wasserschöpfer, der mit mehreren Onlinesensoren bestückt ist, unter anderem mit einem Trübesensor. Die Wolke selbst kann sich je nach Strömung über mehrere Kilometer erstrecken. Zur Probenahme am Raucher, an den heißen Quellen, wird der Tiefseeroboter „Quest" vom MARUM (Universität Bremen) eingesetzt, der auch Proben von Gesteinen, Erzen oder Organismen wie Muscheln mit an Bord bringt. Worauf Charlotte Kleint hofft? „Spektakuläre Bilder der Hydrothermalsysteme und möglichst viele, unterschiedliche und spannende Proben zu bekommen." Deren Auswertung beginnt bereits an Bord, wird die Wissenschaftler aber auch noch lange nach Beendigung der vierwöchigen Expedition beschäftigen.