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Im Kellergeschoß der "Verlorenen Stadt"

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 12.11.2015 11:32

"Lost City" am Atlantis-Massiv des mittelatlantischen Rückens ist nach derzeitigem Kenntnisstand ein einzigartiger Ort auf der Erde. 1500 Kilometer von der nächsten bewohnten Insel entfernt und zwischen 800 und 1800 Meter tief unter der Wasseroberfläche gelegen, findet hier am Ozeanboden ein tektonischer Prozess statt, der heutzutage zur absoluten Ausnahme gehört. Unverändertes Mantelgestein reagiert mit Meerwasser und bietet dadurch die chemische Nahrungsgrundlage für ein ungewöhnliches Ökosystem. Eine Expedition des europäischen Tiefbohrkonsortiums ECORD will jetzt in den Fels des Atlantis-Massivs bohren, um die Grundlagen von "Lost City" besser zu verstehen.

Das Expeditionsschiff James Cook. (Foto: NOC Southampton)Nach einer sehr rauhen Überfahrt ist das britische Forschungsschiff "James Cook" an seinem Ziel angekommen: mitten im Atlantik, rund 1500 Kilometer von der nächsten bewohnten Insel, über einem mehr als 4000 Meter hohen untermeerischen Gebirge. Auf diesem Atlantis-Massiv sollen in den kommenden Wochen gleich zwei Bohrgeräte abgesetzt werden, mit denen die Forscher bis zu 70 Meter tief in den Fels bohren wollen. Beim ersten Einsatz hat das britische Bohrgerät RD2 Kerne von insgesamt rund 50 Meter Länge aus dem Boden des ersten Bohrorts geholt.

Das Atlantis-Massiv besteht zu großen Teilen aus Peridotit, dem Hauptgestein des Erdmantels, das an dieser Stelle durch die Plattentektonik nach oben gezogen wird, ohne groß verändert worden zu sein. Beim Kontakt mit dem Meerwasser wandelt sich Peridotit in Serpentinit um, eine auf der heutigen Erde relativ selten anzutreffende Reaktion. "Ich bin ganz gespannt, weil das Gestein dort nicht wie der Basalt ist, der sonst den Hauptteil des Meeresbodens ausmacht", erklärt Beth Orcutt vom Bigelow Labor für Ozeanforschung bei Boston, eine der Expeditionsleiterinnen. Die Meeresforscher kennen an den mittelozeanischen Rücken derzeit nur das Atlantis-Massiv, wo das passiert. "Dabei werden völlig andere chemische Substanzen freigesetzt, als wenn Basalt beteiligt ist", so Orcutt, "und das führt zu ganz anderen Mikrobengemeinschaften als sonst üblich."

Diese Gemeinschaften und ihr Lebensraum "Lost City" wurden schon häufiger besucht, doch mit der IODP-Expedition soll zum ersten Mal in den Fels unterhalb der verlorenen Stadt gebohrt werden, um die Lebensgrundlagen des ungewöhnlichen Ökosystems kennenzulernen. "Die Fluide sind durch die Serpentinisierung sehr basisch", erläutert Co-Fahrtleiterin Gretchen Früh-Green von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich, "wenn sie aus dem Meeresboden schießen, fällt sofort das im Meerwasser gelöste Karbonat aus und bildet diese gewaltigen bis zu 60 Meter hohen Türme, die wir kennen."

Dazu setzen die Forscher zwei Unterwasserbohrgeräte ein, neben dem britischen RD2 das Meeresbodenbohrgerät des Bremer Zentrums für marine Umweltwissenschaften (MARUM). "Wir rechnen damit", so Beth Orcutt, "dass wir mit dem Bremer System Bohrkerne bis 70 Meter schaffen, mit dem RD2 dürften es 40 bis 45 Meter sein." Die Bohrgeräte sollen - jeweils im Abstand von einigen Kilometern und in Wassertiefen zwischen 750 und 1750 Metern - abwechselnd in das Altantis-Massiv bohren. "Das Bohrgerät wird am Meeresboden abgesetzt und vom Schiff aus gesteuert", erklärt Tim Freudenthal, der Leiter des Bremer Bohrteams. Bohrrohre für die Kerne führt das Gerät in einem rotierenden Magazin mit sich. Während einer mehrere Tage dauernden Bohrschicht werden die Rohre in den Untergrund gedreht, sedimentgefüllt wieder herausgezogen und im Magazin verstaut, bevor das nächste Rohr eingelegt wird. "Das Gerät wiegt an der Luft zehn Tonnen voll beladen kommen wir auf 13 Tonnen", so Freudenthal, "im Wasser kommen wir dagegen nur auf sieben Tonnen Leergewicht und neun Tonnen, wenn es voll beladen ist."

Aussetzen des MARUM-MeBo (Foto: MARUM, Universität Bremen)Sensoren sollen den Methan- und Sauerstoffgehalt im Bohrloch messen und den pH, den Säuregrad der Flüssigkeiten. Außerdem werden vor und nach dem Bohren Proben des Bodenwassers gezogen, um zu sehen, was an Ort und Stelle eigentlich aus dem Untergrund austritt. Alle Aktionen werden mit Kameras live überwacht und vom jeweiligen Bohrteam aus seinem Kontrollcontainer heraus ferngesteuert. Man wolle jedoch nicht nur Bohrkerne ziehen und Gesteinsproben sammeln. "Wir wollen Instrumente in die Bohrlöcher ablassen und sie dann versiegeln, damit wir später zurückkommen können, um die Fluidchemie vor Ort unter kontrollierten Bedingungen zu analysieren und die Ergebnisse dann mit denen der Gesteinsproben zu vergleichen.