Mit der SONNE dem zähflüssigen Erdmantel auf der Spur
Wie zäh ist der Erdmantel? Diese Frage ist entscheidend, um zu verstehen, wie sich Erdplatten bewegen, wie Vulkanketten entstehen und welche Prozesse die Erdoberfläche über Jahrmillionen formen. Mit der vom BMFTR geförderten Expedition SO319 des Forschungsschiffs SONNE wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler genauere Antworten liefern.
Im Projekt MAVERICS untersuchen deutsche und japanische Forschende den Viskositätskontrast zwischen Lithosphäre und Asthenosphäre im Bereich der Hawaii-Emperor-Kette. Bei der Lithosphäre handelt es sich um die bis zu 100 Kilometer starke, feste Erdrinde, die von der Asthenosphäre unterlagert wird. Die Asthenosphäre ist der oberste Bereich des Erdmantels.
Großräumige geophysikalische Messungen
Die Viskosität des oberen Erdmantels beeinflusst zentrale geodynamische Prozesse – darunter Plattenbewegungen und die großräumige Topographie der Erdoberfläche. Bisherige Abschätzungen unterscheiden sich jedoch gravierend. MAVERICS setzt deshalb auf einen neuen Ansatz: Die Forschenden kombinieren elektromagnetische und seismologische Messungen mit geodynamischen Simulationen.
Die SONNE startete am 29. März 2026 in San Diego und läuft am 12. Mai 2026 im japanischen Yokohama ein. Fahrtleiter ist Prof. Dr. Max Moorkamp von der Technischen Universität Berlin. Das Arbeitsgebiet der SONNE liegt nordwestlich des aktiven vulkanischen Zentrums unter Hawaii. Dort sollen großräumige geophysikalische Messungen helfen, eine Temperatur-Anomalie im Erdmantel zu erfassen.
Bergung von Instrumenten aus bis zu 6.000 Metern Tiefe
Im Rahmen der Expedition sollen 29 Ozeanbodenseismometer und 46 Ozeanbodenelektromagnetometer geborgen werden. Die Geräte wurden bereits im Oktober 2025 mit dem japanischen Forschungsschiff HAKUHO MARU ausgebracht und liegen in Wassertiefen von 4.000 und 6.000 Metern. Das Forschungsschiff SONNE übernimmt nun die Bergung der Instrumente. Zusätzlich werden an sieben Stationen weitere Instrumente ausgesetzt.
Für die Bergung sendet das Schiff akustische Signale an die Geräte am Meeresboden. Daraufhin trennt sich der Auftriebskörper vom Ankergewicht, und das Instrument steigt zur Wasseroberfläche auf. Dort kann es über Funksignale geortet werden; nachts unterstützen Blitzlichter die Suche. Parallel sollen mit den hydroakustischen Systemen der SONNE hochauflösende bathymetrische Daten erfasst werden
Deutsch-japanische Zusammenarbeit
Das Projekt MAVERICS ist als deutsch-japanische Kooperation angelegt. Beteiligt sind unter anderem die Technische Universität Berlin, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung, die University of Tokyo, die Kobe University und die Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology. Die Daten werden gemeinsam verarbeitet, um daraus 3D-Temperaturanomalien und Viskositätsprofile des oberen Mantels abzuleiten. Genauere Viskositätswerte können dazu beitragen, die langfristige Entwicklung der Erdoberfläche besser zu verstehen.