Forschende untersuchen, wie der sich der Transport von Sediment auf die Tiefsee auswirkt

Tiefe Ozeanbecken wirken als Speicher für Erosionsprodukte der Kontinente. In ihnen können Sedimente und damit auch organisches Material sowie Schadstoffe und Nährstoffe über einen langen Zeitraum gelagert werden. Kohlenstoff aus organischem Material wird beispielsweise dem Kohlenstoffkreislauf entzogen und kann nicht als Treibhausgas in die Atmosphäre gelangen. Wissenschaftlich interessant ist, unter welchen Umständen diese Erosionsprodukte in die Tiefsee exportiert werden.

„Der Sedimenttransport von Land bis in die Tiefsee ist ein ganz wesentlicher Bestandteil der globalen Stoffkreisläufe, der auch eine wichtige Rolle bei der Bildung von Öl- und Gaslagerstätten spielen kann.“, sagt Prof. Dr. Dierk Hebbeln vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und Co-Autor der Studie.

Über erdgeschichtliche Zeitskalen gesehen ist der Export von Sedimentmaterial in den tiefen Ozean am effektivsten, wenn der Meeresspiegelstand tief ist und die kontinentalen Festlandsockel (Schelf) nicht von Wasser bedeckt sind. Das war während vergangener Eiszeiten der Fall, als große Wassermengen in Eiskappen gespeichert wurden. Flüsse können sich dann in die freiliegenden, flachen Hänge des Schelfs einschneiden und ihre Sedimentfracht auf die steilen Hänge des ozeanischen Kontinentalrandes schütten. Von hier kann der weitere Transport in die Tiefsee erfolgen.

„Aus diesem Zusammenhang wurden klare Modellvorstellungen abgeleitet, die für eine Warmzeit mit hohem Meeresspiegel eine Sedimentablagerung hauptsächlich auf dem Schelf erwarten, sofern dieser breit genug ist und Platz für die Sedimente bietet. Mit Hilfe solcher Konzepte versucht man zum Beispiel anhand der Sedimentabfolgen das Rohstoffpotential abzuschätzen. Unsere neuen Untersuchungen zeigen jetzt aber, dass sich die Natur doch nicht so einfach an unsere Modelvorstellungen hält.“, sagt Hebbeln

Um diese Zusammenhänge wissenschaftlich zu testen, untersuchten die Wissenschaftler_innen Sedimentkerne vom Meeresboden des Pazifiks entlang des Chilenischen Kontinentalrandes. An der Küste Chiles sind sehr unterschiedliche Niederschlagsmengen zu verzeichnen. Der Norden Chiles ist sehr trocken, der Süden dagegen sehr feucht. Gleichzeitig ist der kontinentale Schelf im Norden sehr schmal, im Süden dagegen breit. Starke Meeresströmungen sind hier in der Tiefe zwischen 200 und 300 Meter aktiv. Je mehr es regnet,.desto mehr Sediment transportieren die Flüsse vom Landesinneren an die Küste. Die Geowissenschaftler_innen liefern Hinweise dafür, dass dies auch bei einem hohen Meeresspiegelstand, trotz eines breiten Schelfs, zu einem Sedimenttransport über den Schelf hinaus in den tiefen Pazifik führen kann.
Im Gegensatz dazu sind die klimatischen Faktoren im Norden Chiles ungünstig. Weniger Regen bedeutet, dass Flüsse weniger Sediment transportieren und es so zu einer geringen Sedimentation in der Tiefsee kommt. Dies ist der Fall, obwohl der Schelf sehr schmal ist und der geomorphologischen Situation der meisten Kontinentalränder während eines sehr niedrigen Meeresspiegels entspricht. Die Studie verdeutlicht, dass auch heute während eines hohen Meeresspiegels große Mengen an Sedimenten in die Tiefsee transportiert und dort gespeichert werden können.

Publikation:
Bernhardt, A., Hebbeln, D., Regenberg, M., Lückge, A., Strecker, M.R., 2016.
Shelfal sediment transport by an undercurrent forces turbidity current activity during high sea level, Chile continental margin
Veröffentlicht am 1. April 2016 in: Geology 44, 295–298. doi:10.1130/G37594.1


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