407°C: Hitzerekord in der Tiefsee

Der superheiße Raucher mit 407°C

Das QUEST nähert sich einem Schwarzen Raucher, im Vordergrund weitere Geräte zur Probennahme

QUEST misst 407°C an Schwarzem Raucher

Mit einem speziellen, an der Universität Bremen entwickelten Thermometer maß der Tauchroboter QUEST des Marum in 3.000 Meter Tiefe jetzt mit 407°C die höchste jemals im Meerwasser registrierte Temperatur. Die Messung fand während der 68. Fahrt der Meteor am Mittelatlantischen Rücken bei 5° Süd an einem „Schwarzen Raucher“ statt. Auf den begleitenden Filmaufnahmen ist klar zu erkennen, dass die austretende Flüssigkeit siedet.

Im Untersuchungsgebiet entfernen sich die afrikanische und die südamerikanische um ca. vier Zentimeter pro Jahr. Das hier dadurch dicht unter der Oberfläche liegende Magma erhitzt Meerwasser, das durch Risse und Spalten in den Untergrund eindringt. Normalerweise liegen die Temperaturen jedoch deutlich unter den jetzt gemessenen Werten.

Maximale Wassertemperaturen bis zu 402 °C in hydrothermalen Tiefseequellen waren bislang nur aus dem Pazifik bekannt. "Die Erhöhung des Temperaturweltrekords um nur 5°C mag auf den ersten Blick unerheblich scheinen; sie hat jedoch erhebliche Konsequenzen", sagt die Fahrtleiterin Andrea Koschinsky von der International University Bremen. In 3.000 Meter Wassertiefe ist nämlich bei 407 °C der kritische Punkt überschritten, an dem Wasser einen Zustand zwischen flüssig und gasförmig erreicht. Dieses so genannte superkritische Wasser hat andere chemische und physikalische Eigenschaften, so dass es Bestandteile aus den umliegenden Gesteinen, u.a. Metalle, auf eine ganz andere Weise als normales Wasser löst. Das Ergebnis sind superheiße Lösungen mit außergewöhnlichen Zusammensetzungen.

Nach Meinung des Kieler Geologen Prof. Colin Devey weist die ungewöhnlich hohe Temperatur darauf hin, dass die vulkanische Aktivität in dem untersuchten Gebiet noch relativ jung ist, was Beobachtungen von frischen Lavaflüssen am Meeresboden bestätigten. Trotz der hohen Temperaturen ist die Umgebung der Austrittsstelle eine Oase des Lebens: Die austretenden Lösungen enthalten Methan, Wasserstoff und Schwefelwasserstoff, die spezielle Organismen als Nährstoffe nutzen können. So hat sich in ewiger Dunkelheit ohne die Energie der Sonne exotisches Leben entwickelt.

Das Expeditionsteam, dessen Ziel es ist, die Zusammenhänge zwischen Vulkanismus, Wasserzirkulation im und oberhalb des Meeresbodens und Leben an den heißen Quellen zu erforschen, entdeckte neben dem bisher einzigartigen superheißen Schwarzen Raucher noch weitere, bislang unbekannte heiße Quellen. Möglich war dies durch die Kombination des autonomen Unterwasserfahrzeugs "ABE" des Woods Hole Oceanograpic Institute, USA und des ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug QUEST des Marum. Während ABE systematische nach neuen heißen Quellen suchte, vermaß und beprobte das Quest die neu entdeckten Felder. Diese Gerätekombination kam zustande durch die internationale Kooperation im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanzierten 6-jährigen Schwerpunktprogramms 1144 "Vom Mantel zum Ozean: Stoff-, Energie- und Lebenszyklen an Spreizungsachsen" sowie die Finanzierung durch die amerikanische Atmosphären- und Ozeanbehörde NOAA.

An der Meteor-Reise M68/1 vom 27. April bis 02. Juni 2006 beteiligen sich Mitarbeiter des Marum, der Universitäten Bremen, Kiel, Hamburg, Münster und Otago (Neuseeland), der IUB, des Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in Kiel, des Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen, der National Oceanographic Institution in Großbritannien und der Woods Hole Oceanographic Institution in den USA.

Informationen zur technischen Seite der Messung

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