FONA | Forschungsfahrt zu den Azoren: Auf den Spuren einer Unterwasserwolke

Hydrothermale Wolken stecken voller Leben, sie versorgen die Ozeane mit Nährstoffen und Metallen. Welche geochemischen Prozesse in ihnen genau ablaufen, untersucht ein Forscherteam während einer vom BMBF geförderten Expedition mit der METEOR in einem Meeresgebiet unweit der Azoren.

Ziel der am 1. September startenden Expedition M176/2 ist ein Hydrothermalfeld mit Namen „Rainbow“, das sich südlich der Azoren auf 2.300 Meter Wassertiefe mitten im Mittelatlantischen Rücken befindet. Diese unterhalb des Meeresspiegels liegende Gebirgskette teilt den Atlantik in eine Ost- und eine Westhälfte. Die heiße Quelle für die Wolke liegt in einem Tal. Sie steigt in der Wassersäule auf, verdriftet mit der Meeresströmung und vermischt sich mit dem umgebenden Meerwasser. Dabei laufen komplexe bio-geochemische Prozesse ab. „Wir werden ihr entlang des Tals über 60 Kilometer folgen, bis zur Grenze der Ausschließlichen Wirtschaftszone der Azoren“, sagt Andrea Koschinsky, Professorin für Geowissenschaften an der Jacobs University Bremen und Teilnehmerin der Expedition.

Für biologische Stoffkreisläufe in den Ozeanen haben hydrothermale Quellen und die aus ihnen entstehenden Wolken eine wichtige Bedeutung. Sie sorgen für Nachschub mit Eisen, Mangan, Kupfer, Zink oder anderen Lebenselementen, die oft noch Tausende Kilometer entfernt von der Quelle gefunden werden. „Die Wolken sind hochproduktive Regionen, in denen ganz viel passiert“, erläutert Koschinsky.

Die Wissenschafterinnen und Wissenschaftler untersuchen jedoch nicht nur die Konzentration einzelner Substanzen in der Wolke. „Uns interessiert vor allem, in welcher chemischen und physikalischen Form sie vorkommen“, betont die Forscherin. So kann gelöstes Eisen von Organismen zwar schnell aufgenommen werden, es kann aber im sauerstoffreichen Ozean auch schnell oxidieren, sich an kleinste Partikel binden und zu Boden sinken. Dann ist es nicht mehr für Organismen verfügbar.

Um herauszufinden, in welcher Form das Eisen und andere Spurenmetalle im Wasser transportiert werden, wird das Team der Jacobs University Wasserproben in einem mehrstufigen Verfahren filtrieren und konservieren. Am Ende können so mittels Ultrafiltration sogar Ionen und Moleküle, die kleiner als drei Nanometer sind, abgetrennt und untersucht werden. Die chemische Analyse der Proben wird danach im Heimatlabor erfolgen.

Die Arbeitsgruppe von Andrea Koschinsky forscht seit langem über Stoffkreisläufe in Mischungszonen im Meer, wie zum Beispiel hydrothermalen Wolken. Forschungsfahrten führten sie etwa zum Kermadec-Bogen im Südwest-Pazifik, eine der aktivsten Eruptionszonen der Welt, oder in das Mündungsgebiet des Amazonas. Die jetzige Fahrt mit der METEOR, die vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel geleitet und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, findet unter Pandemiebedingungen statt. Sie startet Ende August in Emden und endet dort wieder Anfang Oktober. Angelaufen werden dürfen nur internationale Gewässer, Zwischenstopps in Häfen anderer Länder sind nicht möglich.

Weitere Informationen

Quelle: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Unterabteilung Nachhaltigkeit; Zukunftsvorsorge, 12.08.2021