Wochenberichte

Ziel der Expedition M149 mit dem Forschungsschiff Meteor ist Bereiche aktiver Tektonik und Fluidbewegungen entlang des Plattengrenzverlaufs zwischen Eurasien und Afrika zu untersuchen. Dazu sollen im Golf von Cadiz und im westlichen Alborán-Meer (z.B. Carboneras und Al Idrisi-Störungen) unter anderem lange Sedimentabfolgen mit dem Meeresboden-Bohrgerät MeBo an Schlammvulkanen abgeteuft, in situ-Messungen durchgeführt und Langzeitobservatorien im Meeresboden installiert werden. Schlammvulkane sind untermeerische Berge, die aus mehreren Kilometern Tiefe stammenden Sedimenten aufgebaut sind und Einblicke in tiefe Prozesse entlang der Plattengrenze erlauben. Die Langzeitobservatorien sollen durch die Aufzeichnung von Druck und Temperatur zudem testen, wie die Aktivität der Schlammvulkane und Störungszonen mit der regionalen Tektonik korreliert.    

Das Forschungsschiff Meteor lief nach umfangreichen Hafenarbeiten bis weit in den 24.07.2018 schließlich am Mittwoch, den 25.07.2018 mit Kurs NW Marokko aus Las Palmas (Gran Canaria) aus. Das Arbeitsgebiet im Golf von Cadiz wurde am Abend des 27.07.2018 erreicht und begann mit ersten Vermessungsarbeiten des Meeresbodens durch Fächerlot und Sedimentecholot in dieser und darauf folgenden Nächten. Am Samstag wurden 2 Schlammvulkane und der umgebene Meeresboden mittels Schwerelot beprobt. Zur späteren Analyse von Porengas und -wasser wurden direkt nach der Bergung der Schwerelotkerne systematisch Sediment- und Fluidproben entnommen. Zusätzlich erfolgen sedimentphysikalische Messungen, eine detaillierte sedimentologische Beschreibung und eine erste biostratigraphische Einordnung an Bord.

Am Sonntagmorgen wurde das Meeresbodenbohrgerät MeBo ausgesetzt, um ein umfangreiches Bohrprogramm durchzuführen, das unter anderem Temperaturmessungen und die Installation eines Langzeitobservatoriums in einem Schlammvulkan vorsah. Auf dem Weg zum Meeresboden traten jedoch Probleme in der Kommunikation mit dem Gerät auf und das Gerät wurde vorzeitig wieder an Bord geholt. Als Folge laufen zurzeit vorgezogene Wärmestrommessungen, um kleinregional die Orte höchster Fluidaustritte im Arbeitsgebiet zu detektieren.        

Andre Hüpers (Fahrtleiter) im Namen aller Teilnehmer  

Zu Beginn der Woche wurden die Wärmestrommessungen fortgesetzt und ein detailliertes Wärmestromprofil über einen Schlammvulkan sowie von der südlich davon verlaufenden NW-SE streichenden Seitenverschiebung erstellt.  Am Dienstag kam das inzwischen reparierte Meeresboden-Bohrgerät MeBo zum Einsatz. Ziel war es wiederum in den Gipfel eines Schlammvulkans zu bohren und ein Langzeitobservatorium zu installieren. Aufgrund einer Fehlfunktion der Hydraulik musste die Bohrung bei einer Teufe von 2,8m unter Meeresboden vorzeitig abgebrochen werden. Den restlichen Nachmittag wurde der Schlammvulkan mit dem Schwerelot beprobt, um erste Erkenntnisse aus den Messungen an Bord zu validieren. Das Schwerelotprogram wurde am darauf folgenden Tag fortgesetzt und erstreckte sich auf die zuvor mit der Wärmestromlanze untersuchte Seitenverschiebung. Der Freitag war schließlich mit der erfolgreichen Installation eines Langzeitobservatoriums in den Gipfel des Schlammvulkans „Ginsburg“ gekrönt. Dazu wurde zunächst eine MeBo-Bohrung auf 18m unter Meeresboden abgeteuft und das Bohrloch mit dem Observatorium verschlossen. Das Langzeitobservatorium wird die nächsten Jahre den Druck und die Temperatur im Bohrloch aufzeichnen, und so die Aktivität des Schlammvulkans dokumentieren.

Nach dem ersten erfolgreichen MeBo-Einsatz wurde das Schwerelot eingesetzt, um eine weitere Seitenverschiebung zu beproben, die sich in NW-SE Richtung durch den ganzen Golf von Cadiz erstreckt. Inzwischen wurde mit dem Schwerelot eine Sedimentkernlänge von circa  90m gewonnen. Der Kerngewinn der MeBo-Bohrung beträgt 7,7m. Zusätzlich wurden bisher ca. 3000 km² des Meeresbodens im Untersuchungsgebiet mit dem Fächerlot vermessen. Zurzeit befindet sich das MeBo am Meeresboden, um den Prototypen eines Gerätes zur Drucksondierung zu testen. Nach dem Test wird das MeBo versetzt und bohrt dort 20m in den Fuß des vorher instrumentierten Schlammvulkans.

Andre Hüpers (Fahrtleiter) im Namen aller Teilnehmer  

In der Nacht zum Montag wurde mit dem Meeresboden-Bohrgerät MeBo erfolgreich ein Prototyp zur Drucksondierung getestet. Dabei wurde am Fuß des Schlammvulkans “Ginsburg” die Sonde bis 30m unter Meeresbodenoberfläche gedrückt und zeichnete den auf die Sondenspitze und Mantelhülse wirkenden  Druck sowie den Porenwasserdruck auf. Zudem wurde bei 6 und 30m die Abklingkurve des Porenwasserdrucks aufgezeichnet, die Aufschluss über den Porenwasserdruck in der Sedimentschichten gibt. Eine anschließende Bohrung, für die das MeBo 15m versetzt wurde, musste kurz nach Beginn aufgrund einer Fehlfunktion der Hydraulik abgebrochen werden. Am Montag wurden die NW-SE streichenden Seitenverschiebungen “Lineament Center” und “Lineament South” mit dem Schwerelot beprobt und Wärmestrommessungen durchgeführt. Das MeBo war danach wieder am Fuß des Schlammvulkans im Einsatz und lieferte bei der 40m tiefen Bohrung einen Kerngewinn von 92%.

Am Donnerstag wurde das MeBo auf dem “Lineament Center” abgesetzt. Die Bohrung erfolgte bis 20m unter Meeresboden und das Bohrloch wurde mit einem Langzeitobservatorium erfolgreich verschlossen. Somit wurden bereits 2 der 3 Observatorien für diese Expedition im Meeresboden installiert und werden wichtige Informationen zur Aktivität von Schlammvulkanen und Störungszonen  im Golf von Cadiz liefern.  Am Wochenende erfolgte der 6. Einsatz des MeBo und führte bislang zu der längsten Bohrung von 50m unter Meeresboden. Ziel der Bohrung ist es ein sogenanntes Pull-apart Becken des “Lineament Center” zu beproben, um die Entwicklung der Seitenverschiebung anhand der gewonnenen Sedimentschichten zu untersuchen. Zwischen den MeBo Einsätzen wurden weitere Sedimentproben mit dem Schwerelot genommen, unter anderem von zwei neu entdeckten Schlammvulkanen, die „R2“ und „D2“ von den Teilnehmern getauft wurden.

Nach dem erfolgreichen Einsatz des Meeresboden-Bohrgerätes MeBo am Wochenende wurde das Gerät bereits am Wochenanfang wieder eingesetzt, um eine weitere Störung zu beproben. Ziel der Bohrung war ein kleines Pull-apart Becken, das sich durch die Aktivität der „Lineament South“ genannten Seitenverschiebung gebildet hat. Im Kombination mit dem Sedimentkernen, die entlang des „Lineament Center“ abgeteuft wurden, lässt sich die tektonische Aktivität dieser beiden Seitenverschiebungen in der Vergangenheit durch biostratigraphische Analysen und durch Massenablagerungen in den Sedimentabfolgen nachverfolgen.    

Die Beprobung des Meeresbodens rund um die Seitenverschiebungen „Lineament Center“ und „Lineament South“ wurden am Dienstag durch ergänzende Schwerelotkerne abgeschlossen. Die weitere Fahrtplanung führte hinaus in tiefere Gewässer, der „Seine“ Tiefseeebene, um einen Salzdiapirrücken zu beproben. Von dort führte der Weg zur Alboransee im westlichen Mittelmeer. Während des Transits wurden mehrere potentielle Schlammvulkane mit dem Schwerelot beprobt. Ein neuer Schlammvulkan mit den Namen „Funky Monkey“ konnte während der ca. 2 Tage dauernden Überfahrt der Liste von Schlammvulkanen im Golf von Cadiz hinzugefügt werden.  

Seit Freitagnachmittag befindet sich das FS Meteor im Untersuchungsgebiet in der Alboransee. Erstes Untersuchungsobjekt ist die „Carboneras-Störung“. Eine Seitenverschiebung, die sich vom Land kommend in SW-Richtung im Mittelmeer fortsetzt. Zurzeit laufen Voruntersuchungen, um eine geeignete Lokation für das dritte Langzeit-Observatorium zu bestimmen. Dazu gehören die Vermessung des Meeresbodens per Fächer- und Sedimentecholot, Beprobung des Meeresbodens mittels Schwerelot und Identifizierung von Bereichen mit Fluidaktivität durch Wärmestrommessungen.   

Andre Hüpers (Fahrtleiter) im Namen aller Fahrtteilnehmer