Bisherige Ergebnisse

Beitrag zum Projekt:

• SO240-FLUM: Fluidfluss und Manganknollen-Geochemie im äquatorialen Ostpazifik

Die bisherigen Ergebnisse des Projektes können wie folgt zusammengefasst werden:

• Die seismischen Untersuchungen haben gezeigt, dass die Sedimentmächtigkeiten im Arbeitsgebiet mit 0 bis 100 m (im Durchschnitt 40 m) nicht nur deutlich geringer ausfallen als bisher angenommen, sondern dass sie auch sehr variabel sind. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die obere ozeanische Kruste durch zahlreiche Störungen verworfen wird, wobei viele Störungen nicht nur die basaltische Kruste, sondern auch die Sedimente versetzen und bis an oder nahe an den Meeresboden reichen.
• Die Wärmestromdichten liegen bei den allermeisten Messungen unter dem Modellwert von 103 mW/m2 (für 24 Millionen Jahre alte ozeanische Kruste) für das ausschließlich konduktive Abkühlen. In der Umgebung von Seamounts deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass dort kaltes Meerwasser in die basaltische Kruste eindringt.
• Die Wärmestromprofile, die in größerer Entfernung von Seamounts gemessen wurden, zeigen eine Korrelation von Wärmestromanomalien mit dem Auftreten von Störungen im Untergrund. Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass die Störungen als Wegsamkeiten für die zirkulierenden Fluide fungieren können.
• Die beprobten Sedimente bestehen vorwiegend aus SiO2-reichen Schalenresten und Tiefseeton mit variablen Mangangehalten und erhöhtem Anteil an tonigem Verwitterungsmaterial der Basalte in der Nähe von Seamounts. In zwei Sedimentkernen treten deutliche Alterationen auf, die auf eine Reaktion mit hydrothermalen Fluiden hindeuten. Diese Kerne wurden an Lokationen mit erhöhten Wärmestromwerten entnommen.
• In vielen Sedimentkernen zeigen die Sauerstoffgehalte im Porenwasser einen Wiederanstieg mit der Sedimenttiefe, was auf nach oben diffundierenden Sauerstoff aus im basaltischen Untergrund zirkulierendem Meerwasser zurückgeführt wird. Diese Kerne wurden nicht nur am Fuße von Seamounts beprobt, sondern sie treten auch an störungsgebundenen Lokationen auf.
• Unsere Ergebnisse belegen, dass Meerwasserzirkulation in der basaltischen Kruste unterhalb der Sedimente großflächig im gesamten Arbeitsgebiet stattfindet. Dabei ist besonders hervorzuheben, dass der Meerwasserein- und -austritt nicht nur an die Seamounts gebunden ist, sondern auch entlang von Störungen fernab der Seamounts erfolgen kann. Wir vermuten, dass es sich hierbei um eine Störungs- und Kluft-kontrollierte Fluidmigration handelt, die einen erheblichen Abkühlungseffekt auf die ca. 20 Millionen Jahre alte basaltische Kruste hat.
• Am Fuße der Seamounts dominieren vor allem kleine Manganknollen (Durchmesser < 4 cm). Darüber hinaus treten die Knollen nicht nur am Meeresboden auf, sondern finden sich in verschiedenen Tiefen innerhalb der Sedimentkerne. Erste geochemische Untersuchungen an Bord deuten an, dass der Metallgehalt dieser Knollen an einigen Lokationen deutlich von der durchschnittlichen Zusammensetzung der Knollen im gesamten Arbeitsgebiet abweicht.

Zusätzlich zu den Untersuchungen im Rahmen des SO240-Projektes wurden ozeanographische Arbeiten (Bergung und Aussetzen von Strömungsmessketten, CTD-Stationen) in einem Areal durchgeführt, in dem zukünftig Manganknollenabbau stattfinden könnte. Diese Arbeiten sind Bestandteil des Projektes „EcoResponse“ im Rahmen der europäischen „Joint Programming Initiative – Oceans (JPI-O)“, für die die Expedition SO-240 um vier Arbeitstage verlängert wurde. Das Projekt „EcoResponse“ beschäftigt sich mit den möglichen ökologischen Auswirkungen eines zukünftigen Manganknollenabbaus. Die während der Expedition SO-240 gewonnenen Daten über die Strömungen gehen u.a. in hydrodynamische Modelle zum Verhalten einer „Suspensionswolke“ in den bodennahen Wasserschichten ein, die beim Abbau der Manganknollen entsteht.