Logo Universitat Bremen
Seitenpfad:

Dynamik des Meeresbodens

Der Ozeanboden stellt den Ort dar, wo durch Wind, Flüsse und Gletscher vom Festland transportierte Sedimente auf basaltischer Ozeankruste abgelagert werden und mehrere Kilometer mächtig sein können. An mittelozeanischen Spreizungsrücken steigt Magma aus dem Erdmantel auf, das zu Ozeankruste erstarrt und eine weltumspannende, circa 60.000 Kilometer lange untermeerische Gebirgskette bildet. Im plattentektonischen Kreislauf wird diese Ozeankruste in den Tiefseegräben wieder den Kontinenten unterschoben und taucht schließlich in den tiefen Erdmantel ab.

Die frisch gebildete, heiße Ozeankruste steht in chemischer und physikalischer Wechselwirkung mit dem Meerwasser. Durch Abkühlung und Altern entstehen in der Basaltkruste feine Risse, durch die Meerwasser zirkulieren kann. Gleichzeitig schmiert das Wasser der oberen Kruste und der ihr auflagernden Sedimente die Grenzschicht zwischen Kontinentalkruste und abtauchender Ozeankruste in den Tiefseegräben. Diese Fluide (Wässer und Gase) werden in größerer Erdtiefe ausgepresst und treten als Schlammvulkane oder Karbonatausfällungen am Meeresboden in Erscheinung. Beim Entweichen der Fluide in Richtung Meeresboden können Erdbeben entstehen, weil die Fluide wie ein Gleitmittel die Bewegung zwischen den Krustenplatten beeinflussen.

Erdbeben, die im Ozeanboden entstehen, aber auch die damit einhergehenden Rutschungen und Tsunamis, wirken sich zerstörerisch auf dicht besiedelte Küstenregionen, deren Infrastruktur als auch den dort angesiedelten Ökosystemen aus. Erdbeben großer Magnitude (zum Beispiel die Starkbeben von Sumatra 2004, Chile 2010 und Japan 2011) entstehen in großer Erdtiefe und entziehen sich der direkten Untersuchung. Umgekehrt zeigen jüngere Studien mit physikalischen Bohrlochobservatorien, dass quantitative Abschätzungen der freigesetzten Energie einzelner Erdbebenzonen möglich sind und als Frühwarnsysteme nutzen lassen.

Hochdynamisch sind zudem die Mobilisierungsprozesse von Sedimenten, die durch verschiedene Steuerfaktoren (Niederschlag, Strömungen, Seismizität, Erosion/Verwitterung) und maßgeblich durch die Bathymetrie des Meeresbodens (Canyons, Rücken und Ebenen) gesteuert werden. Die Ab- und Umlagerung von Sedimenten geschieht von ständig der Küste bis in die Tiefsee. Untermeerische „Lawinen“ (sog. Trübeströme), und Rutschungen können den Meeresboden sehr schnell über hunderte von Kilometern tiefgreifend umgestalten.

Neben diesen schnell ablaufenden Prozessen unterliegt der Meeresboden auch sehr langsamen Veränderungen auf geologischen Zeitskalen mit Bewegungsraten von im Millimeter- bis Zentimeterbereich pro Jahr. Hierzu zählen tektonische Prozesse, submariner Vulkanismus der ozeanischen Kruste, aber auch die Aktivitäten an den Rückenflanken. Aufgrund der geringeren Geschwindigkeiten dieser dynamischen Veränderungen des Meeresbodens über Jahrmillionen ist die Besiedelung solcher Regionen, zum Beispiel durch Kaltwasserkorallen und andere Organismen möglich. Insofern steuert die Dynamik des Meeresbodens maßgeblich die Entwicklung der dortigen marinen Ökosysteme.