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INDEX2017-Logbuch

Diese Seite bietet Informationen, Fotos und Videos zur BGR-Expedition in den Indischen Ozean im August 2017, Projekt Metallsulfidvorkommen am Meeresboden – INDEX2011, INDEX2012, INDEX2013. INDEX2016, INDEX2017

INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 05.10.2017

Log #14: Der falsche Fisch

Die letzte von 109 Messstationen im deutschen Lizenzgebiet liegt hinter uns. Elf Tage Transit bis nach Kapstadt, Südafrika, liegen noch vor uns. Während der Fahrt dorthin hat die SONNE drei Magnetometer-Sonden im Schlepptau. Die Messungen werden rund um die Uhr am Computer überwacht. Nach drei Tagen stoppt die Aufzeichnung plötzlich.

Dennis Hagedorn und Dr. Ingo Heyde von der BGR holen die geschleppten Magnetometer mit einer Kabelwinde einDennis Hagedorn und Dr. Ingo Heyde von der BGR holen die geschleppten Magnetometer mit einer Kabelwinde ein Quelle: BGR

Hektisch eilen die Mitarbeiter des Teams um BGR-Geophysiker Dr. Ingo Heyde zum Achterdeck. Was war passiert? Sofort beginnen sein Kollege Dennis Hagedorn und er mit dem Einholen des gelben Kabels, an dem die Magnetometer angebracht sind. Das dauert eine Weile, weil die Sonden in 700 Meter Entfernung hinter dem Schiff in einer Tiefe von ca. 20 Metern hergezogen werden. Der große Abstand ist nötig, um den magnetische Einfluss des verbauten Stahls während der Messung zu minimieren. Die drei torpedoförmigen, 1,3 Meter langen, orangenen Magnetometer sind in einem Abstand von jeweils 75 Meter hintereinander angeordnet. Zunächst ist alles noch in Ordnung. Doch auf den letzten 100 Metern kommt das Kabel komplett verdreht aus dem Wasser. Dann kommt die erste Sonde. Eine der zwei Kunststoffflossen fehlt. Die hintere Kabelverbindung der Sonde ist an mehreren Stellen messerscharf eingeschnitten. Die schwarze Sonden-Kappe hängt noch daran. Aber auch sie weist deutliche Bissspuren auf. In den Vertiefungen stecken noch die weißen Reste: Dies war zweifelsfrei ein Hai-Angriff. Das ist eigentlich kein Wunder und kommt häufiger vor. Die Form der Sonden passt genau in das Beuteschema eines Hais. Er hat die erste Sonde schlichtweg mit einem Fisch verwechselt. Leider hat er die Sonde an ihrem hinteren Ende erwischt und dabei das erste Zwischenkabel durchbissen. Die anderen beiden Sonden sind somit verloren. Das ist leider das Risiko bei der Meeresforschung.

BGR-Geophysiker Dr. Ingo Heyde hält die vom Hai zerbissene Kabelverbindung und die Kappe mit den Haizahnresten in der Hand. An der Seilwinde lehnt die attackierte Magnetometer-SondeBGR-Geophysiker Dr. Ingo Heyde hält die vom Hai zerbissene Kabelverbindung und die Kappe mit den Haizahnresten in der Hand. An der Seilwinde lehnt die attackierte Magnetometer-Sonde Quelle: BGR

Die erste und dritte Sonde messen die Totalintensität des Erdmagnetfeldes. Faszinierend am Magnetfeld der Erde ist beispielsweise, dass es auf eine Kompassnadel solange ein Drehmoment ausübt, bis sie in die magnetische Nordrichtung zeigt. Das Magnetfeld resultiert zu ca. 5 Prozent aus dem Anteil der magnetischen, eisenhaltigen Minerale in der Erdkruste (vor allem Magnetit) und zu 80 Prozent aus der langsamen Konvektion des flüssigen äußeren Erdkerns, welche das erdmagnetische Hauptfeld erzeugt. Der Einfluss des Sonnenwindes durch Wechselwirkungen mit der elektrisch geladenen hohen Atmosphäre zeigt periodische Variationen, die ca. 10 Prozent der Gesamtintensität ausmachen. Am Tag, wenn die Sonne scheint, ist deren Intensität höher als in der Nacht. Aufgrund der Messung mit der ersten und der dritten Sonde lassen sich die zeitliche und räumliche Variation im Erdmagnetfeld voneinander trennen. Das Magnetfeld ist ein Vektorfeld. Es lässt sich somit durch eine horizontale und eine vertikale Komponente beschreiben. Die mittlere Sonde misst diese Komponenten getrennt. Der Teil des Magnetfeldes, der nach Abzug des Hauptfeldes und der zeitlichen Variationen übrig bleibt, wird magnetische Anomalie genannt.

Die Kappe der Magnetometersonde mit Bissspuren und weißen HaizahnspitzenDie Kappe der Magnetometersonde mit Bissspuren und weißen Haizahnspitzen Quelle: BGR

Die Basaltgesteine an den Mittelozeanischen Rücken und vor allem hier im Indischen Ozean enthalten relativ viel Magnetit. Sie zeichnen sich deshalb durch eine höhere Magnetisierung aus und zeigen eine positive Anomalie der Intensität. An den hydrothermalen Quellen hingegen wird Magnetit häufig in andere Eisenerzminerale umgewandelt und die Gesteine werden dadurch teilweise entmagnetisiert. „Messen wir negative Anomalien, könnte dies ein Hinweis auf Schwarze Raucher am Meeresboden sein. Da kann es lohnen, diese Areale mit anderen Messgeräten genauer zu untersuchen“, erklärt Dr. Ingo Heyde und zeigt mir erste Anomalie-Karten von Cluster 11. „Die genaue Interpretation der detaillierten Daten in Kombination mit den hochauflösenden bathymetrischen Karten des Meeresbodens ist allerdings aufwendig und erfolgt erst nach Beendigung der Fahrt“, räumt er ein. Und die Bestellung neuer Magnetometersonden für die Ausfahrt nächstes Jahr steht auch schon auf seinem Programm.

Vielen Dank für Ihr Interesse an diesem Logbuch.

Die INDEX2017-Ausfahrt ist beendet. Heute am frühen Morgen des 13. Oktobers sind wir in den Hafen von Kapstadt, Südafrika, eingelaufen. Damit verabschiede ich mich von Ihnen, liebe Leserinnen und Leser und bedanke mich für Ihre Treue. Wenn ich in meinen Blogs über "Forscher" oder "Wissenschaftler" geschrieben habe, so war dies allein der besseren Lesbarkeit geschuldet. Selbstverständlich waren damit "Forscherinnen" und "Wissenschaftlerinnen" genauso gemeint.

Die Blogs sind aus zahlreichen, fruchtbaren Gesprächen mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an Bord entstanden, bei denen ich ich mich hiermit ganz herzlich für die vielen Informationen und Hinweise bedanken möchte. Stets haben sie sich Zeit für meine Fragen und für Anregungen genommen, neben ihrem stressigen 24 Stunden-Einsatz. Jede und jeder von ihnen hat Eingang in meine Blogs gefunden. Ganz besonders bedanken möchte ich mich auch bei Kapitän Lutz Mallon und seiner Crew. Sie haben es mir ermöglicht, bei der Stationsarbeit immer an vorderster Front mit meiner Kamera dabei sein zu können. Dabei waren sie stets umsichtig, professionell und freundlich. Schließlich gebührt ein großer Dank dem Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera, der mir beim Schreiben vertrauensvoll freie Hand gelassen hat. Mir war es ein Vergnügen!

Viele Grüße aus Kapstadt

Bettina Landsmann!


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 03.10.2017

Log #13: Fallensteller der Tiefsee

Sie richten ihre Blicke konzentriert in die Ferne auf den tiefblauen Ozean. Einige sind mit Fernglas bewaffnet. Mittlerweile ist ein Wettstreit entbrannt, wer sie als erster erspäht, und so ist es auch heute wieder: „Da sind sie!“, meldet Kapitän Lutz Mallon und zeigt auf die in den Wogen auf und ab hüpfenden gelben und roten Bälle.

Rote Auftriebsbälle und gelber Auftriebsball mit Funk- und LichteinheitRote Auftriebsbälle und gelber Auftriebsball mit Funk- und Lichteinheit Quelle: BGR

Das Schiff fährt so nah wie möglich an die Auftriebsbälle heran. Die Matrosen warten schon an der Reling und ziehen sie mit ihren langen Bootshaken routiniert an Bord. Ein Jahr lang haben die luftgefüllten Glaskugeln im Plastik-Mantel eine Sedimentfalle fünfhundert Meter über dem Tiefseeboden in senkrechter Position gehalten und sie schließlich wieder nach oben befördert. Währen dieser Zeit hat sie ein Anker aus drei ausgedienten, tonnenschweren Eisenbahnrädern am Boden festgehalten. Darüber schlummerte ein batteriebetriebener Auslöser, wie ein Fernseher auf Stand-by, bis er mit einem akustischen Signal in der passenden Frequenz geweckt wurde. Der Haken öffnete sich und die Sedimentfalle stieg durch den Auftrieb der Bälle nach oben. Fast eine Stunde dauerte ihr Weg aus bitterer Kälte, ewiger Dunkelheit und großer Stille zurück in das gleißende Licht über den Wellen.

Geowissenschaftlerin Natalie Harms von der Universität Hamburg befestigt die roten Auftriebskörper für die Sedimentfallen miteinanderGeowissenschaftlerin Natalie Harms von der Universität Hamburg befestigt die roten Auftriebskörper für die Sedimentfallen miteinander Quelle: BGR

Nun ist sie wieder an Deck. Das Herz der Sedimentfalle besteht aus einem mannshohen Trichter. Unter seiner Tülle hängen zwanzig revolverartig angeordnete Behälter. Eine Drehautomatik sorgt dafür, dass sich alle 16 Tage ein anderer Behälter unter die Tülle geschoben hat. In den Behältern ruht eine kaum sichtbare, aber wissenschaftlich sehr wertvollen Beute, die Geowissenschaftlerin Natalie Harms und Geologe und Biogeochemiker Dr. Niko Lahajnar von der Universität Hamburg jetzt bergen.

Dr. Niko Lahajnar (li.) und Bootsmann Torsten Bierstedt (re.) beim Bergen der Trichter-Einheit mit den SammelbehälternDr. Niko Lahajnar (li.) und Bootsmann Torsten Bierstedt (re.) beim Bergen der Trichter-Einheit mit den Sammelbehältern Quelle: BGR

„Der größte Anteil des Fangs besteht aus totem organischen Material, dem „Meeresschnee“. Aber auch Kotpillen von Zooplankton landen in den Behältern. Sie sehen aus wie abgebrochene Bleistiftminen“, beschreibt Natalie Harms den Fund. „Ab und an finden wir auch kleine Flügelschnecken, Krebse wie zum Beispiel Copepoden oder winzige Fische.“ Alles was größer als ein Millimeter ist, geben sie an die Biologen an Bord weiter. Nur was kleiner als ein Millimeter ist, interessiert sie. Es ist per Definition der ‚wahre Partikelfluss‘. Das Material wird noch an Bord getrocknet, sorgfältig verpackt und im Labor in Hamburg weiter analysiert. Die Ausbeute einer Sedimentfalle über ein Jahr ist allerdings spärlich: Getrocknet bringt ein Becherinhalt im Schnitt gerade mal 150 Milligramm auf die Waage. Aber diese geringen Mengen sind hier nicht verwunderlich.

Geophysiker Dr. Willi Weinrebe aus Kiel ist Experte für Bathymetrie und kann aus den Daten von Schiff- und Fischerei-Echoloten Rückschlüsse auf das Leben in der Wassersäule ziehenGeophysiker Dr. Willi Weinrebe aus Kiel ist Experte für Bathymetrie und kann aus den Daten von Schiff- und Fischerei-Echoloten Rückschlüsse auf das Leben in der Wassersäule ziehen Quelle: BGR

Die Tiefsee im Explorationsgebiet weist nur eine sehr geringe Nährstoffkonzentration auf. Dennoch gibt es im Wasser auch Plankton und Fische. Dies zeigen Schallreflexionen in der Wassersäule vom Schiffs- und Fischerei-Echolot sehr eindrucksvoll. Sie sind das Studienobjekt von Geophysiker Dr. Willi Weinrebe aus Kiel. Während der gesamten Ausfahrt beobachtet er die Verteilung der Biomasse in der Wassersäule. Er erkennt Plankton- und Fischschwärme und dokumentiert die Lebewelt der Tiefsee. „Eine Stunde vor Sonnenuntergang steigt das Zooplankton aus bis zu tausend Meter Tiefe an die Meeresoberfläche“, hat er dabei beobachtet. „Nachts halten sie sich ungefähr in den oberen 200 Metern auf. Bei Sonnenaufgang steigen sie wieder in die Tiefsee hinab. Da kann man die Uhr nach stellen“.

Das tonnenschwere Gewicht ausgedienter Eisenbahnräder zieht die Sedimentfalle samt Sonden und Auftriebsbälle zum Meeresboden und verankern sie dortDas tonnenschwere Gewicht ausgedienter Eisenbahnräder zieht die Sedimentfalle samt Sonden und Auftriebsbälle zum Meeresboden und verankern sie dort Quelle: BGR

Dr. Niko Lahajnar bringt die Bedeutung des Ökosystems Tiefsee auf den Punkt: „Das Phytoplankton ist der Motor für die ‚biologische Pumpe‘. In den Licht durchfluteten, oberen Wasserschichten entzieht Plankton das Klimagas Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Mittels Fotosynthese wird es in organischen Kohlenstoff umgewandelt und in die Körper eingebaut. Diese rieseln schließlich in Form kleiner Aggregate wie Schneeflocken zum Meeresboden und lagern sich dort als Sediment ab. Aufgrund der großen Bereiche, die die Tiefsee auf der Erdkugel einnimmt, werden riesige Massen an Phytoplankton gebildet, die das Kohlendioxid aus der Atmosphäre nehmen. Dieser Prozess puffert die Auswirkungen der Klimaerwärmung infolge der erhöhten Treibhausgas-Emmissionen ab.“

Die Sedimentfallen helfen den Forschern dabei, Daten über die Tiefseesedimentation zu gewinnen. Nur wenn diese Prozesse verstanden sind, können auch mögliche globale Auswirkungen eines künftigen Abbaus von Erzvorkommen auf das Ökosystem Tiefsee abgeschätzt werden. Denn es gilt vorrangig, diesen Schatz der Menschheit zu schützen und zu bewahren. Am 1. Oktober haben Natalie Harms und Dr. Niko Lahajnar die letzte von fünf neuen Sedimentfallen im deutschen Lizenzgebiet in Cluster 10 ausgebracht. Zwei Tage später hat sich, ausgelöst durch ein vorher festgelegtes Rotationsschema, bei allen der erste Becher unter die Tülle des Trichters geschoben und die Sammlung hat begonnen. Dort harren sie nun in bitterer Kälte, ewiger Dunkelheit und großer Stille aus und sammeln geduldig, bis sie bei der INDEX-Ausfahrt im nächsten Jahr wieder zum gleißenden Tageslicht aufsteigen und ihre Ausbeute preisgeben.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 30.09.2017

Log #12: Vom Kleinen zum großen Ganzen

Der Kran ächzt, als er den Gewichtskopf aus dem Container ziehen soll. Störrisch ruht die Masse im Dunkeln und sträubt sich, ans Tageslicht befördert zu werden. Aber letztlich ist der Kran stärker und das Gewicht rumpelt hinaus bis es kurz über dem Deck hängt. Vier kräftige Matrosen halten ihn an Seilen in Balance, damit er nicht ausschert.

BGR-Mechaniker Oliver Kefel schraubt ein zehn Meter langes Gestänge an den Gewichtskopf des SchwerelotsBGR-Mechaniker Oliver Kefel schraubt ein zehn Meter langes Gestänge an den Gewichtskopf des Schwerelots Quelle: BGR

Zweieinhalb Tonnen wiegt der Gewichtskopf des Schwerelots. Bei diesem Probenahmegerät ist der Name deshalb Programm. BGR-Mechaniker Oliver Kefel schraubt noch ein zehn Meter langes Stahlrohr an den Gewichtskopf, in dessen Inneren sich ein genauso langes Kunststoffrohr befindet, und das Gerät ist für den Einsatz bereit. Nun wird es senkrecht an einem Seil, mit dem schweren Kopf nach oben und dem leichten Gestänge nach unten, mit einem Meter pro Sekunde bis zum Meeresboden geführt. Durch sein hohes Eigengewicht dringt das Stahlrohr dort in das weiche Sediment ein und stanzt eine Probe heraus. Zurück an Bord werden die Sedimentkerne in den grauen Kunststoffröhren aus dem Schwerelot gezogen und in praktische, ein Meter lange Segmente geschnitten.

BGR-Mitarbeiter Christian Wöhrl und Andreas Heiner sägen die Sediment-Behälter in zwei HälftenBGR-Mitarbeiter Christian Wöhrl und Andreas Heiner sägen die Sediment-Behälter in zwei Hälften Quelle: BGR

Danach dauert es nicht lange, bis das durchdringende Kreischen einer Säge an Deck ertönt. Die beiden BGR-Mitarbeiter Christian Wöhrl und Andreas Heiner schneiden die grauen Behälter der Länge nach auf. Hierbei ist auch schon mal ganzer Körpereinsatz gefragt, damit beide Hälften exakt gleich dick durchtrennt werden. Erst im Hangar klappen ihre Kolleginnen Simone Sturm und Dr. Antje Wittenberg die Hälften auf: Was auf den ersten Blick nur wie bräunlich matschiger Schlamm aussieht, offenbart dem BGR-Paläoozeanographen Dr. Andreas Lückge wertvolle Informationen über gewaltige Klimaänderungen im Laufe der Erdgeschichte über viele Millionen Jahre.

Simone Sturm und Dr. Antje Wittenberg von der BGR bei der Sedimentprobenahme im HangarSimone Sturm und Dr. Antje Wittenberg von der BGR bei der Sedimentprobenahme im Hangar Quelle: BGR

"Das Sediment besteht hier zu ungefähr achtzig Prozent aus den Kalkschalen von nur ein Millimeter großen Einzellern, den Foraminiferen. Sie leben überwiegend in den oberen zwanzig Metern der Wassersäule. Nach ihrem Absterben sinken sie zum Meeresboden und werden dort sedimentiert“, erklärt er und steckt dabei routiniert abgeschnittene Spritzen in immer gleichen, sehr kurzen Abständen in das Sediment. Da die Sedimentationsrate hier im Indischen Ozean durchschnittlich einen Zentimeter pro tausend Jahre beträgt, bildet nur eine einzige Spritze diesen Zeitraum ab.

BGR-Paläoozeanograph Dr. Andreas Lückge beprobt das Sediment vom Meeresboden mit Hilfe abgeschnittener SpritzenBGR-Paläoozeanograph Dr. Andreas Lückge beprobt das Sediment vom Meeresboden mit Hilfe abgeschnittener Spritzen Quelle: BGR

„Zehn Foraminiferen genügen schon, um die Sauerstoffisotope an den Kalkschalen dieser Tiere zu messen. Sie geben uns Aufschluss über das Alter der Proben. Damit können wir den Rhythmus von Warm- und Kaltzeiten in den letzten Millionen Jahren rekonstruieren“, fügt er hinzu. Die Foraminiferengehäuse dienen auch als Ersatz für ein Thermometer. Die Chemie, also das Verhältnis von Magnesium zu Kalzium der sich bildenden Kalkschalen ändert sich in Abhängigkeit von der Meerwassertemperatur und erlaubt damit eine genaue Information über das Milieu, in dem die Foraminiferen gelebt haben. Auch Paläoozeanograph Unyime Umoh von der Tongji Universität in Shanghai ist bei der Beprobung im Hangar mit dabei. Er erforscht die Rekonstruktion von Temperaturen anhand von organischem Material in Sedimenten und wird einen Teil der Proben mit nach China nehmen.

Paläoozeanograph Unyime Umoh von der Tongji Universität Shanghai (mi.) und ehemaliger Trainee von 2105 sowie die beiden aktuellen Trainees von der Internationalen Meeresbodenbehörde Sumran Praphat (li.) und Alyaa A. M. Zidan (re.)Paläoozeanograph Unyime Umoh von der Tongji Universität Shanghai (mi.) und ehemaliger Trainee von 2105 sowie die beiden aktuellen Trainees von der Internationalen Meeresbodenbehörde Sumran Praphat (li.) und Alyaa A. M. Zidan (re.) beim Verpacken der Sedimentproben Quelle: BGR

Bei der Suche nach hydrothermalen Quellen ist es sehr hilfreich zu wissen, welche Metalle sich wie weit über die Zeit in ihrer Umgebung verteilen. Deshalb werden an den Proben in Hannover auch geochemische Untersuchungen durchgeführt. Erhöhte Metallgehalte im Sediment beispielsweise könnten auf einen Schwarzen Raucher in der Nähe hinweisen. Um diese lokalen Anomalien von globalen wirkenden Umweltänderungen auseinander zu halten, ist die Kenntnis der großräumigen Veränderungen ebenso wichtig. Sie helfen auch bei der Einschätzung, wie sich ein künftiger Abbau auf die Umwelt auswirken könnte.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 28.09.2017

Log #11: Basalt im Kettenhemd

„Mahi, Mahi!“ Es ist zwei Uhr morgens und wir sind auf Station. Neugierig blicke ich über die Reling in den scheinwerferüberfluteten Indischen Ozean und traue meinen Augen kaum: Kurz unter der Wasseroberfläche ziehen bonbonfarbig schillernde Wesen - wie von einem anderen Stern - in Dreierformation blitzschnell ihre Bahnen.

Vollmond über dem Indischen OzeanVollmond über dem Indischen Ozean Quelle: BGR

Es sind Goldmakrelen auf der Jagd nach Fliegenden Fischen. Von oben betrachtet wirkt ihr leuchtend blaugrüner Körper seitlich zusammengedrückt und dadurch wie ein Pfeil. Die kleinen sichelförmigen Brustflossen lumineszieren in hellem Türkis, die Rückenflosse in Purpurblau. Die Schwanzflosse glänzt goldgelb. Zwei der 1,5 Meter langen Fische schwimmen nebeneinander, ein Dritter mittig hinterher, alle im gleichen Abstand zueinander. Nie zuvor habe ich Fische so koordiniert und turboartig Beschleunigung aufnehmen sehen. Sie können Geschwindigkeiten von bis zu 60 Kilometern pro Stunde erreichen und gehören damit zu den schnellsten Fischen überhaupt. Dabei verfolgen sie die Fliegenden Fische auch bis zu 6 Meter weit über dem Wasser. Die Goldmakrele ist ein ausgezeichneter Speisefisch. Wird er gefangen, gehen seine irisierenden bunten Farben jedoch sofort verloren.

Die Matrosen Dennis Vogel (dritter v. l.) und Ingo Fricke (r.) lösen sperrige Basaltbrocken mit einer Brechstange aus der Kettensackdredge unter der Regie von Bootsmann Torsten Bierstedt (zweiter v.l.)Die Matrosen Dennis Vogel (dritter v. l.) und Ingo Fricke (r.) lösen sperrige Basaltbrocken mit einer Brechstange aus der Kettensackdredge unter der Regie von Bootsmann Torsten Bierstedt (zweiter v.l.) Quelle: BGR

An Bord der SONNE sind die Forscher auf Fischfang der besonderen Art. Gerade wird die sogenannte„Dredge“ wieder an Bord gehievt. Dieser Klassiker unter den marinen Probenahme-Geräten, mit seinem großen schweren Kettensack aus Stahl, mutet an wie ein Relikt aus dem Mittelalter. Die Dredge wird an einem Seil zunächst zum Meeresboden hinabgelassen. Dann fährt das Schiff mehrere hundert Meter, wobei weitere Seillängen gegeben werden. Anschließend wird die Dredge mit der Seilwinde eingezogen und schließlich wieder gehievt. Auf seinem Weg am Meeresboden entlang sammeln die kräftigen Stahlzähne im Wesentlichen lockere Gesteinsbruchstücke vom Untergrund auf, die im Kettensack aufgefangen werden. Besonders effizient ist die Ausbeute, wenn sie von unten nach oben einen Hang hinaufgezogen wird. Das klingt zwar brachial, aber die Dredge wird nur dort eingesetzt, wo der vulkanitische Meeresboden relativ jung ist und noch nicht von Sediment bedeckt ist. Eine Aufwirbelung ist daher ausgeschlossen.

: Thomas Whiddon, Alyaa A. M. Zidan und Sumran Praphat (v. l .n .r.) waschen Basaltproben. Die Siebrückstände geben Aufschluss über die auf ihnen lebenden Tiere. Alle drei nehmen als Beobachter der Internationalen Meeresbehörde an der Ausfahrt teil: Thomas Whiddon, Alyaa A. M. Zidan und Sumran Praphat (v. l .n .r.) waschen Basaltproben. Die Siebrückstände geben Aufschluss über die auf ihnen lebenden Tiere. Alle drei nehmen als Beobachter der Internationalen Meeresbehörde an der Ausfahrt teil Quelle: BGR

Verfangen sich sehr viele und große Basaltstücke im Kettensack, wie bei dieser Station, ist das Leeren ein wahrer Kraftakt. Die Matrosen Dennis Vogel und Ingo Fricke wissen genau, wie sie die Brechstangen ansetzen müssen, damit das Gerät seine wertvolle Fracht auf das Deck entlässt. Dann fassen alle mit an. Die Brocken werden in das Bio-Labor getragen und dort gleich über Sieben mit Salzwasser gewaschen, was eine sehr nasse Angelegenheit ist. Die Biologen analysieren anschließend jede einzelne Siebfraktion und gewinnen so einen Eindruck von der Tierwelt im Beprobungsgebiet und ihrer Diversität.

BGR-Mineralogin Antje Wittenberg (v. r. n. l.) und die Geowissenschaftler Patrick Hoyer und Sara Vulpius von der Universität Erlangen nehmen jede Basaltproben im Hangar unter die LupeBGR-Mineralogin Antje Wittenberg (v. r. n. l.) und die Geowissenschaftler Patrick Hoyer und Sara Vulpius von der Universität Erlangen nehmen jede Basaltproben im Hangar unter die Lupe Quelle: BGR

Im Hangar breiten BGR-Mineralogin Dr. Antje Wittenberg und die Geowissenschaftler Sara Vulpius und Patrick Hoyer von der Universität Erlangen die frisch gereinigte Ausbeute auf einem langen Tisch aus. Für einen Laien sehen die massigen Basaltbrocken alle gleich braunschwarz aus. Da die Basaltlava am kalten Meeresboden sofort erstarrt, bilden sich oft nur sehr wenige, mit dem Auge erkennbare, Kristalle aus. Mit Geologen-Lupe und Hammer bewaffnet nehmen sie eine erste Ansprache vor. „Die grünen Olivinkristalle in diesem Basalt zeigen an, dass das Material direkt aus dem oberen Erdmantel stammt“, erklärt sie mir den Fund. „Die Basalte sind die Ausgangsgesteine für die Metalle in den Erzvorkommen. Je mehr wir über ihre Herkunft und Entstehung wissen, umso besser können wir das Gesamtsystem verstehen und wie sich Metallsulfid-Erze unter heißen Quellen im Meeresboden bilden. Und dieses Wissen erleichtert uns wiederum das Auffinden dieser Erzvorkommen“.

BGR-Mitarbeiter Andreas Heiner zerkleinert die Basaltproben mit einer Gesteinssäge direkt an BordBGR-Mitarbeiter Andreas Heiner zerkleinert die Basaltproben mit einer Gesteinssäge direkt an Bord Quelle: BGR

Spezielle Handstücke übergibt sie an BGR-Mitarbeiter Andreas Heiner. Seine Aufgabe ist es, die Stücke zu sägen. Auf der geschnittenen Fläche lässt sich das Gesteinsgefüge noch besser beschreiben. Danach werden die gesägten Proben fotografiert, verpackt und ordentlich beschriftet. Ihre weitere Untersuchung erfolgt in der BGR in Hannover und an der Uni Erlangen mit Hilfe von Gesteinsdünnschliffen. Auch die chemische Zusammensetzung wird dort bestimmt. Damit liegt ein weiteres Puzzlestück an Wissen für das Auffinden von Erzvorkommen vor.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 27.09.2017

Log #10: Schatz entdeckt

Zunächst ist es ein Mysterium. Wir erkunden Cluster 11. Geht es nach den hydroakustischen Messsignalen, sind hier zwei hydrothermale Quellen im Abstand von 700 Metern im Untergrund. Aber die Geräte identifizieren dort keine Trübung durch eisenhaltige Partikel im Wasser. Diese ganz typischen Anzeichen eines Schwarzen Rauchers fehlen einfach.

Das BGR-Messsystem "Golden Eye" vor seiner Tauchfahrt im Indischen OzeanDas BGR-Messsystem "Golden Eye" vor seiner Tauchfahrt im Indischen Ozean Quelle: BGR

Das regt natürlich den Forschergeist an. Immer wieder stecken die Wissenschaftler ihre Köpfe zusammen und betrachten die neu gewonnenen Karten und Daten, aber erklären können sie sich dieses Phänomen nicht. Nach den Frühjahrsstürmen der letzten Wochen ist der Wellengang nun unter 2,5 Meter gesunken. Unter diesen Bedingungen kann das Schiff große und vergleichsweise leichte Geräte wie das "Golden Eye" sicher in die Tiefe führen. Ein ausgeklügeltes Rollensystem der Schiffswinde ermöglicht es dann, das ständige Auf und Ab der Wellen und die damit einhergehenden Zugkräfte von mehreren Tonnen zu kompensieren, die auf das am Kabel hängende Gerät wirken. Kapitän und Fahrtleiter geben deshalb das Okay für den Einsatz des "Golden Eye" in diesem rätselhaften Areal.

In dem signalgelben Glasfaserrahmen des "Golden Eye" befindet sich eine Riesenspule von 3,5 Metern Durchmessern, die es ermöglicht, die elektrische Leitfähigkeit der Gesteine in Tiefen von bis zu 20 Metern unter dem Meeresboden zu vermessen. Dieses Spulensystem wurde an der Universität Bremen von Dr. Hendrik Müller, Dipl. Ing. Christian Hilgenfeldt und Konstantin Reeck im Auftrag der BGR entwickelt, um die besonders gut leitenden Erzvorkommen zu kartieren. Zudem hat die BGR unter Leitung von Dr. Katrin Schwalenberg und in Zusammenarbeit mit Elektroingenieur Dennis Hagedorn noch ein weiteres elektrisches Dipol-Dipol System installiert, mit dem zusätzliche Parameter der Erzvorkommen ermittelt werden können. "Golden Eye" ist ein weltweites Unikat. "Unser Ziel ist es, Aussagen über die Größe der Erzvorkommen treffen zu können und damit ihre Wirtschaftlichkeit abzuschätzen“, so die Projektleiterin Dr. Katrin Schwalenberg.

Konstantin Reek, Dr. Hendrik Müller, Dipl. Ing. Christian Hilgenfeldt (v.l.n.r.) von der Universität Bremen sowie Dennis Hagedorn und Dr. Katrin Schwalenberg von der BGR beim letzten Funktionstest vor der Tauchfahrt des "Golden Eye"Konstantin Reek, Dr. Hendrik Müller, Dipl. Ing. Christian Hilgenfeldt (v.l.n.r.) von der Universität Bremen sowie Dennis Hagedorn und Dr. Katrin Schwalenberg von der BGR beim letzten Funktionstest vor der Tauchfahrt des "Golden Eye" Quelle: BGR

Insgesamt 22 Stunden dauert der Messeinsatz über teils monotonen, braun-grauen Sedimenten, teils schroffem Basalt. Im Labor des "Golden Eye" Teams herrscht eine konzentrierte Atmosphäre beim Beobachten der Videobilder und Navigieren dicht über den Meeresboden. Die Daten der verschiedenen Sensorsysteme laufen auf den Monitoren ein. „Brücke von Labor, bitte das Schiff aufstoppen, wir setzten "Golden Eye" hier am Meeresboden ab“, meldet Dr. Hendrik Müller über das Funksprechsystem. Neugierige Besucher schauen den Akteuren gespannt über die Schultern und schleichen sich leise wieder davon. Dann jedoch, an einer Stelle verändert sich die Farbe ins rötliche und ab und an streckt eine weiße Seeanemone ihre filigranen Fangärmchen, fast wie zum Gruß, in die Höhe. Die Geologen und Biologen sind jetzt sicher: Ganz in der Nähe muss eine der gesuchten hydrothermalen Quelle sein! Der Fahrtleiter schickt sofort den Video-Schlitten STROMER genau an dieser Stelle hinterher. Die "Golden Eye" Daten müssen erst noch ausgewertet werden.

Gebannt verfolgen die Forscher die Videofahrt mit dem STROMER über der hydrothermalen Quelle am Meeresboden in Cluster 11Gebannt verfolgen die Forscher die Videofahrt mit dem STROMER über der hydrothermalen Quelle am Meeresboden in Cluster 11 Quelle: BGR

Jeder verfolgt die Kamerafahrt live mit: Auf den Monitoren im Labor oder auf großer Leinwand im Besprechungsraum. BGR-Elektroingenieur Henning Wedemeyer hat den STROMER mit fünf Kameras und kleinen Propellern ausgestattet. Konzentriert lenkt er das Gerät per Joy-Stick nach Anweisung des Fahrtleiters über den Tiefseeboden. Neben ihm sitzt Matrose Reno Roß, der mit einer Fernbedienung auf dem Schoß die Seilwinde steuert. Und tatsächlich: Die Gesteine leuchten in vielen Rot- und Ockertönen oder grün – typische Farben von Eisen- und Kupfermineralen in Erzvorkommen. Immer mehr weiße Kreaturen wimmeln über den Bildschirm: Seeanemonen, Muscheln, Krabben und Fische.

Für hydrothermale Quellen in ewiger Dunkelheit der Tiefsee ist eine weiße Fauna typisch. Sie besiedelt auch das auf dieser Fahrt entdeckte "New Sonne-Feld" im Südostindischen RückenFür hydrothermale Quellen in ewiger Dunkelheit der Tiefsee ist eine weiße Fauna typisch. Sie besiedelt auch das auf dieser Fahrt entdeckte "New Sonne-Feld" im Südostindischen Rücken Quelle: BGR

Und jetzt ist auch das Rätsel gelöst: Ein grünes Kupfermineral, das vor allem in Wüsten vorkommt, deutet darauf hin, dass die Temperaturen hoch sein müssen. Die Wassertiefe ist hier mit knapp 2900 Metern vergleichsweise gering. Im Untergrund wird deshalb ein hydrothermales „Kochen“ vermutet. Dabei werden metallreiche Minerale gebildet und nur das Gas, wie beim Wasserkochen, tritt aus. Hierbei handelt es sich wesentlich um Schwefelwasserstoff, der beim Austritt sofort wieder im Wasser gelöst wird. Die Austrittsfahne ist deshalb klar und ohne Bläschen. Für die Lagerstättenbildung ist dieser Vorgang günstig, weil hier keine Metalle als Partikelfahne entweichen, sondern konzentriert im Untergrund verbleiben.

„Wir haben ein weiteres Hydrothermalfeld am Südostindischen Rücken gefunden. Nach dem PELAGIA-Feld 2014 ist es erst das zweite Feld an diesem Rücken“, freut sich Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera von der BGR. „Da es im Indischen Lizenzgebiet bereits ein SONNE-Feld gibt, welches die RWTH Aachen 1987 identifiziert hat, nennen wir das neue Feld entsprechend unserer Forschungsplattform nun New SONNE-Feld“, ergänzt er und strahlt dabei.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 19.09.2017

Log #9: Die Schatzkarte

„Bitte alle lächeln!“ rufe ich laut und blinzele durch den Sucher meiner Kamera. Alle Wissenschaftler stehen oder sitzen in zwei Reihen auf dem Wind umtosten Helikopter-Deck. Jeder hält mir ein DINA-4 Blatt mit einem andersfarbigen Buchstaben entgegen. Nur widerwillig geben die wild flatternden Zettel ihre Botschaft preis.

Die Wissenschaftler treffen sich für einen besonderen Geburtstagsgruß auf dem Helikopter-Deck der SONNE. Ein davongeflogener Zettel wird gerade von der Reling genommenDie Wissenschaftler treffen sich für einen besonderen Geburtstagsgruß auf dem Helikopter-Deck der SONNE. Ein davongeflogener Zettel wird gerade von der Reling genommen Quelle: BGR

Zusammen ergeben sie: A L L E S G U T E Z U M… Da türmt das „M“ und fegt vor unser aller Augen in Richtung offenes Meer, verfängt sich dann aber wie durch ein Wunder an der Reling und die Botschaft bleibt vollständig: „Alles Gute zum 15. Geburtstag Max“, lautet sie und ich drücke den Auslöser. Sie ist nur eine der vielen Grußformen von Bord des Schiffes an die Daheimgebliebenen. Einige Forscher haben Kinder, die ihre Mutter oder ihren Vater über die sieben Wochen, die sie hier an Bord arbeiten, nicht bei sich haben. Aber sie können stolz auf ihre Eltern sein: Denn sie suchen nach Erzvorkommen in der Tiefsee, die obendrein Gold und Silber enthalten, und damit sind sie gleichermaßen Schatzsucher.

BGR-Geologe Dr. Ralf Freitag zeigt seine neue topografische Karte des Meeresbodens in Cluster 12 beim Morgenmeeting im HangarBGR-Geologe Dr. Ralf Freitag zeigt seine neue topografische Karte des Meeresbodens in Cluster 12 beim Morgenmeeting im Hangar Quelle: BGR

Die wichtigste Grundlage jeder Schatzsuche ist die richtige Karte. Je mehr Details und Hinweise sie enthält, umso besser. Befindet man sich in völlig unbekanntem Gebiet, wie wir hier in Cluster 12, und hat man den Schatz auch nicht selbst vergraben, was ja bei uns ebenso zutrifft, muss zunächst eine Schatzkarte erstellt werden. Das klingt nun paradox, führt aber in der Regel zum Ziel: Die Forscher erstellen eine Karte von einem Schatz, von dem sie nicht wissen, wo er ist, um ihn damit zu finden.

Dabei wird wie folgt vorgegangen: Die Basis bildet eine topografische Karte vom Schiffs-Echolot. Die Lagerstättenkundler studieren diese sehr genau. Störungen zeichnen sie als schwarze Linien und Vulkane als rote Punkte ein. Abhängig von ihrer Position in der Grabenstruktur legen sie mit dem Fahrtleiter die Gebiete für das HOMESIDE-Echolot fest. Das HOMESIDE vermisst die Oberfläche des Meeresbodens auf den Dezimeter genau, da es nur 100 Meter darüber gezogen wird.

Die Hydrographen an Bord (v.h.): Eric K. Arthur-Mensah, Dilip Adhikari, Tanja Dufek und Melanie Steffen von der HafenCity Universität HamburgDie Hydrographen an Bord (v.h.): Eric K. Arthur-Mensah, Dilip Adhikari, Tanja Dufek und Melanie Steffen von der HafenCity Universität Hamburg Quelle: BGR

Doch damit nicht genug. „Die HOMESIDE-Karten müssen noch ‚verschönert‘ werden“, bringt Tanja Dufek die Arbeit ihres Teams auf den Punkt. Sie und die drei weiteren Hydrographen Dilip Adhikari, Eric K. Arthur-Mensah und Melanie Steffen von der HafenCity Universität Hamburg, Fachbereich Hydrographie sind eigens für diese Aufgabe mit an Bord. Denn es gilt, sehr viele Daten mit viel Erfahrung und noch mehr Fleiß zu korrigieren. „Das GPS funktioniert unter Wasser nicht. Deshalb ermittelt ein Gerät am Schiffsrumpf, das ‚Posidonia‘, mit Hilfe von akustischen Signalen, wo und wie schnell sich das HOMESIDE auf seiner Unterwasser-Fahrt bewegt. Da die Entfernung zwischen Schiff und HOMESIDE teilweise mehrere Kilometer beträgt, kann es zu Fehlern in der Positionierung kommen, die wir dann nachträglich korrigieren“, beschreibt sie einen Teil ihres Tuns.

BGR-Elektroingenieur Henning Wedemeyer hat den Video-Schlitten STROMER konstruiertBGR-Elektroingenieur Henning Wedemeyer hat den Video-Schlitten STROMER konstruiert Quelle: BGR

Tatsächlich hat das HOMESIDE auf seiner zweiten Fahrt in Cluster 12 eine Anomalie in der Wassersäule identifiziert. Der Ort wird in der ‘verschönerten‘ Detailkarte mit einem gelben Stern markiert. Mit dieser Schatzkarte sind wir womöglich einem schwarzen Raucher und damit auch den gesuchten Erzvorkommen schon beträchtlich näher gekommen. Doch der Einsatz des BGR-Videoschlittens STROMER an dieser Stelle zeigt ernüchternde Bilder. Einen schwarzen Raucher gibt es hier nicht und die Zeit drängt: Als nächstes steht Cluster 11 auf dem Programm – ein weiterer weißer Fleck.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 17.09.2017

Log #8: Die Vermessung der Unterwasser-Welt

In der Kabine knarzt es. Dann ein Rums, gefolgt von einem schnellen Rütteln des Schiffs. Am Schreibtisch sitzend, schwanke ich mal nach links und danach gleich nach rechts oder nach vorn und wieder nach hinten. Die Richtung folgt scheinbar keinen Regeln. Erstmals ist das Hangartor geschlossen und das Hauptdeck gesperrt.

Blick vom Achterdeck der SONNE auf die ersten SturmwolkenBlick vom Achterdeck der SONNE auf die ersten Sturmwolken Quelle: BGR

Hinter den zwei Bullaugen meiner Kajüte toben Wind und Wellen um die Wette. Windstärke 10 auf See ist eine Hausnummer. Es regnet in Strömen. Nach fast 70 Explorations-Stationen im 24 Stunden-Betrieb müssen die Forscher eine Zwangspause einlegen. Auch das geplante Bergfest, nach dreieinhalb Wochen auf See, musste wegen des Sturms verschoben werden. Enttäuschung auf allen Gesichtern. Für die Crew von Kapitän Lutz Mallon gehört diese Wetterlage mit zur Routine. Die „alten Seebären“ unter den Forschern nutzen den Leerlauf dazu, ihre bisher gewonnen Proben und Messdaten weiter zu dokumentieren und zu analysieren. Andere hoffen nur, dass diese Schaukelei über sieben Meter hohe Wellen endlich wieder aufhören möge.

Dr. Ralf Freitag (v. h.) und Henning Wedemeyer (beide BGR) sowie Dilip Adhaikari (Hafencity Universität Hamburg) steuern die Vermessung des Meeresbodens mit dem HOMESIDE von ihrem Labor ausDr. Ralf Freitag (v. h.) und Henning Wedemeyer (beide BGR) sowie Dilip Adhaikari (Hafencity Universität Hamburg) steuern die Vermessung des Meeresbodens mit dem HOMESIDE von ihrem Labor aus Quelle: BGR

Am nächsten Morgen ist der Spuk vorbei. Zwar treiben noch stattliche Wellenberge von hinten das Schiff mit voran, aber das Programm kann fortgesetzt werden – mit der Vermessung des Meeresbodens. Ich besuche das Bathymetrie-Labor. In dem großen fensterlosen Raum leuchten mir viele bunte Farben und Formen aus 40 Monitoren entgegen. Elf davon haben der Geologe Dr. Ralf Freitag und Elektroingenieur Henning Wedemeyer von der BGR mit an Bord gebracht. Sie steuern gerade die zweite Fahrt ihres Echolot-Gerätes HOMESIDE. Es befindet sich in 2800 Meter Tiefe im Schlepptau des Schiffes. Ralf Freitag verfolgt den Flug seines „Fisches“ auf den Monitoren in Echtzeit mit. Er hält über Funk Kontakt mit dem Operator an der Seilwinde: „Labor an Winde. Hieven mit null vier“. Der Operator bestätigt und zieht den „Fisch“ mit 0,4 Meter pro Sekunde hoch, bis zur nächsten Ansage. Während der gesamten Fahrt steuern beide das Gerät so, dass es einen Abstand von 100 Meter über dem Meeresboden einhält. Dies gelingt nur, wenn die SONNE sehr langsam fährt. Bei einem schnelleren Tempo würde es nach oben gezogen werden. Wir schippern also ganz gemächlich mit 1,5 Knoten über das Meer, was einem Spaziergang entspricht und sich an Bord auch so anfühlt.

3D-Blick  in eine Meeresboden-Landschaft . Der Berggipfel rechts liegt in 2700 Meter Wassertiefe. Seine Höhe beträgt 220 Meter, die Bildbreite vorne 480 Meter3D-Blick in eine Meeresboden-Landschaft . Der Berggipfel rechts liegt in 2700 Meter Wassertiefe. Seine Höhe beträgt 220 Meter, die Bildbreite vorne 480 Meter Quelle: BGR

HOMESIDE kartiert derweil die Meeresbodenoberfläche auf 10 Zentimeter genau und über eine Breite von 420 Metern. Aktuell scannt es die Oberfläche in 5 Profillinien mit jeweils etwa 13 Kilometer Länge fast lückenlos ab. In 24 Stunden entsteht so eine topografische Karte über ein Gebiet von circa 30 Quadratkilometern. Karten in dieser hohen Auflösung liegen bisher von weniger als 1 Prozent des Meeresbodens vor. Selbst gröbere, mit dem Schiffs-Echolot vermessene Karten, die frei verfügbar sind, decken weniger als 10 Prozent der Meeresbodenfläche ab.
Auf einem der Monitore verfolgen wir in einer 3D-Ansicht den Flug des „Fisches“ mit. Wir erblicken als erste die bizarre vulkanische Grabenlandschaft eines bislang unentdeckten Meeresbodens. Mit der Maus vom Computer spazieren wir über einen 220 Meter hohen Vulkan und schauen von dort in ein langes Tal mit mehreren steilen, gestaffelten Abbruchkanten und auf Lavafelder mit finger- und kissenartiger Struktur.

Die Lagerstätten-Experten Meike Klischies (li.) und Sebastian Graber (re.) vom GEOMAR sowie Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera (mi.) analysieren gespannt die neue topografische Karte vom MeeresbodenDie Lagerstätten-Experten Meike Klischies (li.) und Sebastian Graber (re.) vom GEOMAR sowie Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera (mi.) analysieren gespannt die neue topografische Karte vom Meeresboden Quelle: BGR

Aber HOMESIDE kann noch mehr. Auch die Wassersäule wird durchschallt. Bläst ein Schwarzer Raucher seine eisenhaltigen Partikel in das Wasser, werden die Schallwellen an diesen reflektiert und HOMESIDE meldet ein Signal nach oben. Zusätzlich wird die chemische Zusammensetzung im Wasser gemessen. Zeigt diese Unregelmäßigkeiten, könnte dies auch ein Hinweis auf einen Schwarzen Raucher sein. So ausgerüstet und in Kombination mit dem „Schnüffelschlitten“ SOPHI kann uns eigentlich gar kein Raucher durch die Lappen gehen. Doch das Lizenzgebiet ist groß, und bei diesem Einsatz bleibt unsere Suche vorerst erfolglos. Dafür besitzen die Lagerstätten-Experten eine hochauflösende Karte, die sie als nächstes genauestens analysieren. Die Jagd geht damit weiter.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 15.09.2017

Log #7: Schnüffelschlitten jagt Raucher

Endlich blauer Himmel! Sonnenstrahlen überfluten das Schiffsdeck. Die meisten Forscher tragen kurze Hosen und dicke Sonnenbrillen. Das Meer nippt sachte am Schiffsbauch. Es leuchtet tiefblau, ohne weiße Gischt. Wir haben Cluster 12 über dem Südostindischen Rücken erreicht: Ein weißer Fleck in der Tiefsee – noch.

Blick vom Achterdeck der SONNE auf den Indischen Ozean. Der Schnüffelschlitten wird an einem Kabel im Wasser hinterhergezogenBlick vom Achterdeck der SONNE auf den Indischen Ozean. Der Schnüffelschlitten wird an einem Kabel im Wasser hinterhergezogen Quelle: BGR

Auf dem Achterdeck der SONNE laufen die Vorbereitungen für die erste Station zur Erkundung dieses südlichsten Clusters auf Hochtouren. Die spannendste Frage soll zuerst geklärt werden: Gibt es Schwarze Raucher im Untergrund? Wenn ja, dann könnten in der Nähe sehr wahrscheinlich auch inaktive Schlote und damit die gesuchten Sulfid-Erzvorkommen liegen. Um diese Frage zu klären, setzt Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera zuerst das SOPHI ein. Das Gerät wird von ihm liebevoll „Schnüffelschlitten“ genannt. Denn SOPHI findet heiße, schwarze Rauchfahnen aktiver Erzschlote im Wasser.

Geochemikerin Jeannette Meima (BGR) trifft Vorbereitungen für die Tauchfahrt des „Schnüffelschlittens“ der BGRGeochemikerin Jeannette Meima (BGR) trifft Vorbereitungen für die Tauchfahrt des „Schnüffelschlittens“ der BGR Quelle: BGR

Jeannette Meima von der BGR legt noch letzte Hand am BGR-„Schnüffelschlitten“ SOPHI an. Das Gerät ist mit vielen Sensoren ausgestattet. Sie messen Anomalien der chemischen Zusammensetzung in der Wassersäule. Zudem sammelt das Gerät auch noch Wasserproben mit ein. Besonders hoch schlagen die Herzen der Forscher, wenn SOPHI in bestimmten Tiefen Unregelmäßigkeiten des Oxidationsvermögens und eine Trübung durch eisenhaltige Partikel anzeigt. Der Chemiker Dr. Gary Massoth (Mass-Ex³) spricht dabei von einem „Plume“. Er ist seit Jahrzehnten in allen Ozeanen auf der Jagd nach schwarzen Rauchern unterwegs und hat auch schon viele entdeckt. Mit der BGR zuletzt 2015 im Pelagia-Feld in Cluster 8. „The more you look, the more you find“, fasst er seine Erfahrungen zusammen.

Chemiker Dr. Gary Massoth (Mass-Ex³) ist Experte für das Auffinden von Schwarzen RauchernChemiker Dr. Gary Massoth (Mass-Ex³) ist Experte für das Auffinden von Schwarzen Rauchern Quelle: BGR

Nun ist es soweit: Der Sensor-Schlitten wird mit einem Kabel ins Wasser getaucht und bis kurz über den Meeresboden versenkt. Danach schleppt ihn das Schiff über 14 Stunden im Tempo eines Spaziergängers hinter sich her, immer entlang der Grabenachse des Südostindischen Rückens. Dabei wird er ständig wie ein Jo-Jo 400 Meter herauf gezogen und wieder herab gelassen. Vor dem Tauchgang hat BGR-Chemikerin Cornelia Kriete noch drei weitere Sensoren am Kabel angebracht, die „MAPR“, in Abständen von jeweils 200 Metern. Insgesamt „beschnüffelt“ SOPHI damit einen Tiefenbereich von immerhin 1000 Metern.

Chemikerin Cornelia Kriete (BGR) hält einen sogenannten "MAPR". Er wird am Kabel über dem Schnüffelschlitten befestigtChemikerin Cornelia Kriete (BGR) hält einen sogenannten "MAPR". Er wird am Kabel über dem Schnüffelschlitten befestigt Quelle: BGR

Die drei Forscher verfolgen die Messwerte des SOPHI gespannt am Monitor mit. Immer wieder schauen neugierige Gesichter ins Labor: „Habt Ihr schon einen „Plume“ gefunden?“ Die drei schütteln den Kopf. Ihre Gesichter blicken enttäuscht drein. Nun heißt es geduldig sein. Vielleicht haben die „MAPR“-Sensoren noch etwas aufgezeichnet. Nachdem SOPHI wieder an Deck ist, werden sie sofort ins Visier genommen. Aber Enttäuschung macht sich breit. SOPHI hat keinen schwarzen Raucher gefunden – und die Jagd geht weiter.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 13.09.2017

Log #6: Raumschiff Enterprise

„Die ‚Enterprise‘ dringt in Galaxien vor, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat.“ Seit wir Cluster 12 erreicht haben, geht mir das Intro der Science Fiction-Serie aus den siebziger Jahren nicht mehr aus dem Kopf. Als Kind war ich fasziniert davon. Keine Folge hatte ich verpasst. Nun fühle ich mich wie in einem Abenteuer an Bord der ‚Enterprise‘.

Blick in den Gang auf Deck 6 des Forschungsschiffes SONNEBlick in den Gang auf Deck 6 des Forschungsschiffes SONNE Quelle: BGR

Himmel und Meer zeigen sich täglich in einer neuen Konstellation aus Wolken, Wellen und Blautönen. Vom Schiff aus stoßen wir in die unendliche Galaxie „Tiefsee“ vor, in eine Welt, die ebenfalls noch nie ein Mensch zuvor gesehen hat. Mit unseren unbemannten Mini-Raumschiffen können wir in die letzten Winkel der Unterwasser-Galaxie fliegen. Auch mit den Unbilden des Universums haben wir zu kämpfen, wenn ein Sturm aus der Antarktis unser Schiff durchrüttelt. Selbst beim Gang von meiner Kabine auf Deck 6 in den Hangar auf Deck 3 beschleicht mich das Gefühl, an Bord eines Raumschiffes zu sein. Jedes Deck ist farblich anders gestaltet: Das Arbeitsdeck mit den Laboratorien ist blau, das der Messe ist rot gestaltet. Mir begegnen geschäftige, „uniformierte“ Forscher im dunkelblauen SONNE-Shirt mit weiß gestickter Schiffs-Applikation und Maschinisten im Blaumann. Nur mit „Warp“-Geschwindigkeit ist die SONNE nicht unterwegs, sondern mit maximal 15 Knoten, was ungefähr 27 Kilometern in der Stunde entspricht.

Deutsches Explorationsgebiet unterteilt in 10 mal 10 Kilometer große Blöcke (weiße Quadrate), die zusammen 12 Cluster bildenDeutsches Explorationsgebiet unterteilt in 10 mal 10 Kilometer große Blöcke (weiße Quadrate), die zusammen 12 Cluster bilden Quelle: BGR

„Der Schwerpunkt dieser vierten Explorationsfahrt ist die Entdeckung von Erzvorkommen in dem unbekannten südöstlichen Teil des deutschen Lizenzgebietes. Dafür durchkämmen wir jetzt die bislang noch nicht erkundeten Cluster 10, 11 und 12“, erklärt Geologe und Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera. Die Erzvorkommen in der Tiefsee stecken voller Kupfer, Zink, Blei, aber auch Gold, Silber und wichtiger Spurenmetalle. Sollten diese begehrten Rohstoffe eines Tages knapp werden, könnten wir oder auch unsere Nachkommen sie dort abbauen – umweltverträglich – versteht sich. Die gesuchten Metalle werden unter heißen Quellen am basaltischen Meeresboden angereichert, den ‚Schwarzen Rauchern‘. Zu finden sind sie entlang der untermeerischen Spreizungszonen, den mittelozeanischen Rücken. So auch im Indischen Ozean.

Schwarzer RaucherSchwarzer Raucher Quelle: BGR

Die Erze bilden sich, wenn drei wichtige Faktoren zusammenkommen: metallhaltiges Gestein, ausreichend Wärme sowie Spalten im Gestein als Wegsamkeit. Sickert Meerwasser über die Spalten in das heiße vulkanische Gestein, erwärmt es sich auf bis zu 500 Grad Celsius. Das erhitzte Meerwasser laugt die Metalle aus dem Gestein aus und führt sie gelöst mit. Steigt diese Lösung wieder auf, tritt sie als bis zu 400 Grad Celsius heiße schwarze Fontäne, den sog. ‚Schwarzen Rauchern‘, am Meeresboden aus. Beim Kontakt mit dem nur 2 Grad Celsius kalten Meereswasser kühlt die Lösung schlagartig ab, dabei werden die gelösten Metalle als Mineral fixiert und damit angereichert. Um die Austrittsstelle bildet sich ein säulenförmiger Erzschornstein. Er kann mehrere Zentimeter pro Tag wachsen. Der Schornstein sitzt einem Erzhügel auf und markiert gewissermaßen das Erzvorkommen im Untergrund. Früher oder später erlischt die heiße Quelle. Der Erzschornstein wird inaktiv.

Genau diese inaktiven Schlote sind für einen Abbau geeignet. Die gesuchten Erzhügel unter den Schloten haben einen Durchmesser von durchschnittlich 150 Metern. Das entspricht ungefähr der Größe eines Fußballfeldes. „Die Herausforderung für uns Forscher besteht darin, die Schlote von der Wasseroberfläche aus bis zu 4000 Metern Höhe zu entdecken. Und das über ein Gebiet, das insgesamt 70 Kilometer breit und über 1000 Kilometer lang ist, also von Flensburg bis Berchtesgaden reicht“, betont Ulrich Schwarz-Schampera. „Das gleicht der Suche nach Nadeln im Heuhaufen.“ Aber auch wenn die Forscher im Südosten keine Erzvorkommen finden sollten, sind sie einen gewaltigen Schritt weiter. Exploration von Lagerstätten bedeutet auch, Gebiete auszugrenzen und nur die deutlich Erfolg versprechenden Areale detaillierter zu erkunden. „Aber unsere bisherigen Untersuchungen in den Nachbargebieten lassen darauf schließen, dass wir hier tatsächlich Erzablagerungen finden werden“, ist sich Ulrich Schwarz-Schampera sicher.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 09.09.2017

Log #5: Der große Rücken mit dem tiefen Graben

Der Sturm aus Süden ist unser treuer Begleiter geworden. 3500 Kilometer südlich von Sri Lanka haben wir das Lizenzgebiet mit bereits bekannten Erzvorkommen erreicht. Geplant war, diese nun noch genauer unter die Lupe zu nehmen. Doch der Wellengang mit bis zu 4 Metern Höhe macht den Forschern einen Strich durch die Rechnung.

Elektroingenieur Henning Wedemeyer von der BGR prüft das HOMESIDE nach 37 Stunden MesseinsatzElektroingenieur Henning Wedemeyer von der BGR prüft das HOMESIDE nach 37 Stunden Messeinsatz Quelle: BGR

Nun bedarf es der Erfahrung des Fahrtleiters, welche Geräte an Bord auch bei hohem Wellengang mit Erfolg eingesetzt werden können. Solch ein robustes Gerät ist das von der BGR speziell für die Suche von Erzvorkommen entwickelte Echolot HOMESIDE. Es wird vom Schiff 100 Meter über den Meeresboden geschleppt. Dabei sendet es fächerförmig Schallwellen aus, die am Meeresboden reflektiert werden. Aus der Laufzeit der Schallwellen kann die Wassertiefe und daraus die Oberflächengestalt des Meeresbodens auf 10 Zentimeter genau ermittelt werden. Je detaillierter die Forscher die Topografie des Meeresbodens kennen, umso gezielter können sie ihre Messgeräte ausbringen, Erzvorkommen orten und vermessen.

Lage des Explorationsgebietes (rot) und Spreizungszentren der Ozeanischen Rücken (grün) mit aktiven Hydrothermalfeldern (gelb)Lage des Explorationsgebietes (rot) und Spreizungszentren der Ozeanischen Rücken (grün) mit aktiven Hydrothermalfeldern (gelb) Quelle: BGR

HOMESIDE eröffnet aber auch einen Einblick in ein fantastisches Unterwassergebirge, den Zentralindischen Rücken. Das Gebirge erstreckt sich im Indischen Ozean über eine Länge von 3000 Kilometer von Nord nach Süd. Es ist im Schnitt 500 Kilometer breit, was einer Entfernung von München bis Venedig entspricht. Das Gebirge markiert eine Grenze zwischen zwei Erdplatten. „Zieht man von beiden Seiten an einem Gummiband, wird es in der Mitte dünn“, erklärt Geologin Meike Klischies vom GEOMAR - Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel das Prinzip des Auseinanderdriftens der Indischen Platte und der Afrikanischen Platte. „Die Ozeanische Kruste ist hier besonders dünn. Der Erdmantel darunter wölbt sich auf und basaltisches Magma tritt entlang der Naht als Lava aus. Aber nur sehr wenig Material, denn die Platten teilen sich mit 2 bis 4 Zentimeter pro Jahr nur sehr langsam.“

Geologin Meike Klischies ist Expertin für Lagerstättenmodellierung am GEOMARGeologin Meike Klischies ist Expertin für Lagerstättenmodellierung am GEOMAR Quelle: BGR

Typisch für Ozeanische Rücken mit langsamer Spreizungsrate ist die Ausbildung eines tiefen Grabens entlang ihrer Achse. In diesen Gräben liegen die Erzvorkommen. Dies ist auch hier im Indischen Ozean der Fall. Während die Grabenflanken in „nur“ 2200 Meter Wassertiefe aufragen, werden im circa 7 Kilometer breiten Graben Wassertiefen von bis zu 4500 Meter erreicht. Steigungen von 30 Prozent und mehr an den Grabenhängen sind keine Seltenheit. Das typische Tiefsee-Niveau beträgt ungefähr 5000 Meter.

Mitten im Lizenzgebiet der BGR befindet sich noch ein besonderes Areal. Dort grenzt der Zentralindische Rücken an den Südwestlichen und den Südöstlichen Indischen Rücken. An diesem Tripelpunkt driften die Afrikanische Platte, die Indische Platte und die Antarktische Platte auseinander. Alle Ozeanischen Rücken zusammen genommen bilden ein (Basalt-)Gebirge von 60000 Kilometern Länge. Damit befinden sich die flächenmäßig größten Gebirge der Erde unter dem Meer. Der einzige Gipfel eines Ozeanischen Rückens über dem Meeresspiegel ist Island.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 06.09.2017

Log #4: Mit Wachs auf Glasfang

Das Karussell „Indischer Ozean“ hat wieder Fahrt aufgenommen. Kräftige, kühle, antarktische Winde streifen seit gestern unser Explorationsgebiet. Das Schiff samt Besatzung schaukelt auf über sechs Meter hohen Wellenkämmen. Alles an Bord, was nicht festgezurrt ist, schiebt im Rhythmus der Wellen hin und her oder fällt polternd um.

Wir sind im Arbeitsgebiet ALPHA in Cluster 4 angelangt. Das 1200 Meter mal 600 Meter große Areal ist deshalb interessant, weil die BGR hier bereits auf vorherigen Explorationen Erzvorkommen entdeckt hat. Unter uns erstreckt sich der Zentrale Indische Rücken in Nord-Süd-Richtung. Er markiert die Spreizungszone zwischen der Afrikanischen Platte und der Indischen Platte. Entlang dieser Naht fließt regelmäßig basaltische Lava aus. Dabei entsteht neuer Ozeanboden.

Sara Vulpius und Patrick Hoyer von der Universität Erlangen schrauben mit Wachs gefüllte Stahlbecher an das Vulkanit-StoßrohrSara Vulpius und Patrick Hoyer von der Universität Erlangen schrauben mit Wachs gefüllte Stahlbecher an das Vulkanit-Stoßrohr Quelle: BGR

Die Basaltlava stammt aus Schmelzen des Oberen Erdmantels und ist 1100 Grad Celsius heiß. Gelangt sie in das 2 Grad Celsius kalte Wasser am Meeresboden, erstarrt sie und bildet dabei fingerförmige Strukturen, die im Querschnitt wie Kissen aussehen. An ihrer Oberfläche erkaltet die Lava am schnellsten. Dort bildet sich eine glänzende, glatte, schwarze Haut, das vulkanische Glas. Die Geowissenschaftler Sara Vulpius und Patrick Hoyer von der Universität Erlangen sind zum ersten Mal mit an Bord. Sie haben es genau auf dieses Glas abgesehen. Dafür haben sie ihr Vulkanit-Stoßrohr mit an Bord gebracht. Ein Vorteil dieses Gerätes liegt darin, dass es auch bei hohem Wellengang einsetzbar ist. Da vorerst keine Wetterbesserung in Sicht ist, wird ihr Gerät gleich viermal hintereinander an verschiedenen Stellen eingesetzt, was auf eine Nachtschicht für die beiden hinausläuft.

Vulkanische Glassplitter (oben links) haften am Wachs. Sie stammen vom Basaltgestein am Meeresboden aus 3300 Meter TiefeVulkanische Glassplitter (oben links) haften am Wachs. Sie stammen vom Basaltgestein am Meeresboden aus 3300 Meter Tiefe Quelle: BGR

Das Prinzip des Vulkanit-Stoßrohres ist denkbar einfach und wirkungsvoll: Man nehme das Gewicht eines Kleinwagens in Form von Eisenscheiben und befestige daran eine Stahl-Scheibe. Man schraube kleine, scharfkantige Stahlbecher an die Scheibe. In diese Becher fülle man ein Wachs-Öl-Gemisch. Man lasse das Ganze mit den gefüllten Bechern nach unten bis kurz über den Meeresboden absinken und dann mit 1,2 Meter pro Sekunde darauf prallen. Man ziehe es wieder hoch. Et voilà! Splitter vulkanischen Glases haften im Wachs. Bleibt nur noch, die kostbare Fracht vom Wachs zu trennen.

Die Geowissenschaftler Sara Vulpius und Patrick Hoyer waschen das Glas für ihre AnalysenDie Geowissenschaftler Sara Vulpius und Patrick Hoyer waschen das Glas für ihre Analysen Quelle: BGR

„Im vulkanischen Glas ist die chemische Zusammensetzung der ursprünglichen Schmelze praktisch ‚eingefroren‘, erläutert Patrick Hoyer. „Deshalb ist gerade dieses so interessant für uns.“ Die eigentliche Analyse erfolgt im Labor an der Universität Erlangen. „Aus der chemischen Zusammensetzung des Glases, wie zum Beispiel der Konzentration von Spurenelementen, können wir Aussagen zu der Herkunft des Magmas treffen“, ergänzt Sara Vulpius .

Kennen die Forscher die Zusammensetzung der Ausgangsschmelze des Basalts in der Nähe von bereits entdeckten Erzvorkommen, wie hier im ALPHA-Feld, erleichtert ihnen dieses Wissen die Suche nach weiteren Lagerstätten. Finden sie an anderer Stelle ganz ähnliche Gläser, und davon genügen wiederum einige Splitter, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie im Umfeld dieser Basalte auch auf Erzvorkommen treffen.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 03.09.2017

Log #3: Die blaue Wüste lebt

Seit Tagen ist die Welt zweigeteilt. Unter uns das Meer. Mit seinem tiefem Blau und gekräuselter Oberfläche mit unzähligen glitzernden Lichtreflexen erstreckt es sich weit bis zum Horizont und wird dort scharf abgeschnitten. Darüber leuchtet der Himmel in lichtem Blau. Darin schweben weiße Wattebälle perlenschnurartig und nah am Horizont. Mit gerader, dunkler Unterkante bauen sie sich nach oben immer weiter auf und glänzen wie Eischnee.

Silberne fliegende Fische, nicht größer als Heringe, springen bei voller Fahrt des Schiffes seitlich aus den Wellen hervor und gleiten elegant mit ihren flügelähnlichen Flossen über das Wasser, um kurz darauf wieder für immer ins Blau abzutauchen. Dieser Anblick hat bisher jeden Forscher an Bord fasziniert. Aber gibt es da noch mehr Leben in den Tiefen des Meeres? Und wenn ja, wie würde sich eine zukünftige Förderung der Erzvorkommen am Meeresboden auf die Lebewelt auswirken? Um dies bewerten zu können, müssen die Forscher erst einmal die Bewohner dieses extremen Lebensraums genau kennen. Die Schwierigkeit dabei ist: Die meisten sind nicht mit bloßem Auge erkennbar.

Die Biologen (v. l.) Klaas Gerdes, Dr. Terue Kihara und Katharina Kniesz verpacken Sedimentproben, die mit dem Multicorer vom Meeresboden in bis zu 5000 Meter Tiefe erbohrt wurdenDie Biologen (v. l.) Klaas Gerdes, Dr. Terue Kihara und Katharina Kniesz verpacken Sedimentproben, die mit dem Multicorer vom Meeresboden in bis zu 5000 Meter Tiefe erbohrt wurden Quelle: BGR

Drei Biologen vom Deutschen Zentrum für marine Biodiversitätsforschung, Wilhelmshaven, inspizieren seit Tagen akribisch die frischen Wasser- und Sedimentproben. In ihrem geräumigen Schiffslabor hantieren sie geübt mit Ethanol, Pinzette und Mikroskop. Karibische Rhythmen begleiten sie dabei. Beim Durchschreiten der Wasserschleuse in ihr Labor verbreitet die Musik sogleich gute Laune. Das Team begrüßt mich mit einem einladenden und glücklichen Lächeln. „We have found more animals“, freut sich Dr. Terue Kihara. Nur ein geübtes Auge vermag die äußerst winzigen Krebse, Einzeller und Fadenwürmer in der im Glasbehälter schwankenden Flüssigkeit zu entdecken, selbst bei großer Vergrößerung.

Die Biologin Dr. Terue Kihara ist Spezialistin für die Lebewelt im ExplorationsgebietDie Biologin Dr. Terue Kihara ist Spezialistin für die Lebewelt im Explorationsgebiet Quelle: BGR

Die Tiefsee wird oft als Wüste bezeichnet. Grund hierfür ist das geringe Nahrungsangebot. Meist handelt es sich nur um totes organisches Material, den „Meeresschnee“. Spannend wird es deshalb, wenn sie mit einem neuen Fund das Labor von BGR-Techniker Christian Wöhrl betritt. Mit geübter Hand legt er den schwarzen centgroßen Objektträger in sein Rasterelektronen-Mikroskop. Wenige Klicks später erscheint ein Ruderfußkrebs auf dem Monitor. Das Gerät zeigt alle Details des klitzekleinen Krustentieres. Ebenso gut wie ein Hummer auf einem Teller in einem Sternerestaurant.

Die Vergrößerung eines winzigen Ruderfußkrebses unter dem Rasterelektronen-Mikroskop (Gerät: HIROX SH4000-M) fasziniert die Forscher an Bord immer wiederDie Vergrößerung eines winzigen Ruderfußkrebses unter dem Rasterelektronen-Mikroskop (Gerät: HIROX SH4000-M) fasziniert die Forscher an Bord immer wieder Quelle: BGR

Dieser Krebs aus der Unterklasse der „Copepoda“ ist nicht größer als die schlammigen Sedimentpartikel, zwischen denen er lebt. Auch in den Wasserproben finden ihn die Forscher. Genau genommen machen Copepoden einen Großteil des Planktons in allen Weltmeeren aus und sind Hauptnahrungsquelle für viele Fische und Meeressäuger. Copepoden sind die „Insekten der Meere“. Ihre Anzahl übertrifft die der Landinsekten bei weitem. Sie haben deshalb eine große Bedeutung für das Ökosystem der Ozeane. Für die Forscher ist ihre Kenntnis und Beobachtung ein weiterer Baustein bei der zukünftigen Aufgabe, die Erzvorkommen am Meeresboden so umweltverträglich wie möglich abzubauen.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 31.08.2017

Log #2: Sedimentkerne und Wasserproben sind Schaufenster in die Unterwasserwelt

Eine Woche hielt das Schiff Kurs Richtung Süden, unterbrochen von einer Handvoll kurzer Stopps, um Wasserproben zu nehmen. Eine Woche war die See voll wilder, grauer, zackiger Wellen. Sie bildeten tiefe Täler und hohe Kämme, ließen sich vom Wind scheinbar wahllos hin und her treiben. Auf ihren Spitzen tanzten weiße Schaumkronen aus dem Nichts auf und ab, um sich kurz darauf wieder für immer aufzulösen. Der Blick nach oben: ebenfalls grau. Wolkenergüsse wechselten mit kurzen lichten Momenten und blauen Himmelsfetzen. Doch nun hat sich das Blatt gewendet.

Regenbogen über dem Indischen Ozean Regenbogen über dem Indischen Ozean Quelle: BGR

Die „SONNE“ dümpelt in tiefblauem Meerwasser 150 Kilometer vor dem Explorationsgebiet im Zentralindischen Rücken „auf Station“, wie die Seeleute sagen. Das heißt, es macht halt. Auf dem Deck herrscht reges Treiben. Erstmals bei dieser Expedition wurde der „Multicorer“ eingesetzt und wieder an Bord gehievt. In seinen transparenten Kunststoff-Röhren hat er zwölf Sedimentkerne mit je circa 15 Zentimeter Länge mit nach oben gebracht. Biologen, Chemiker und Geologen scharen sich um das Gerät. Eilig wird die kostbare, hellbraune, weiche Masse in andere Behälter umgefüllt und ins Labor getragen. Abends zuvor zapften sich die Forscher weitere frische Wasserproben aus der sogenannten CTD ab, welche während der letzten Woche regelmäßig zum Einsatz kam und Wasserproben von der Meeresoberfläche bis in über 5000 m Wassertiefe genommen hat. Die CTD misst direkt den Salzgehalt, die Temperatur und den Sauerstoffgehalt in den verschiedenen Wasserschichten. Weitere biologische und biogeochemische Analysen folgen dann im Labor.

Die Biologen Katharina Kniesz und Klaas Gerdes entnehmen Sedimentproben aus dem “Multicorer“ (im Hintergrund). Beide arbeiten am Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung WilhelmshavenDie Biologen Katharina Kniesz und Klaas Gerdes entnehmen Sedimentproben aus dem “Multicorer“ (im Hintergrund). Beide arbeiten am Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung Wilhelmshaven Quelle: BGR

Sedimentkerne und Wasserproben sind Schaufenster in die Unterwasserwelt. Sie geben Forschern Einblick in die physikalische und chemische Zusammensetzung und welche bzw. wie viele Tier- und Pflanzenarten wo im Wasser und am Meeresboden leben. Sie erlauben Rückschlüsse auf den Einfluss der Jahreszeiten auf die Lebewelt und die Sedimentation. Aus den Wasserproben kann sogar der Verlauf der Meeresströmungen nachvollzogen werden. „Im Indischen Ozean stoßen mehrere Wassermassen aufeinander, die teilweise ihren Ursprung im Arabischen Meer haben oder auch aus der Antarktis stammen“, erläutert Dr. Niko Lahajnar von der Universität Hamburg.

Geowissenschaftlerin Natalie Harms und Geologe und Biogeochemiker Dr. Niko Lahajnar von der Universität Hamburg untersuchen Wasserproben in ihrem Schiffslabor Geowissenschaftlerin Natalie Harms und Geologe und Biogeochemiker Dr. Niko Lahajnar von der Universität Hamburg untersuchen Wasserproben in ihrem Schiffslabor Quelle: BGR

Sollten die Erzvorkommen im Lizenzgebiet eines Tages abgebaut werden, könnte bei der Förderung der Erze eine Rest-Suspension übrig bleiben. Diese würde wieder in das Meer gepumpt werden. Wie und in welcher Tiefe dies der Umwelt den geringsten Schaden zufügt, wollen die Forscher mit ihren Daten herausfinden. „Fünfzig Prozent Umweltarbeiten sind vorgeschrieben, nicht nur für das Lizenzgebiet, sondern auch im weiteren Umfeld“, betont Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera. Hierfür beauftragte die BGR gleich mehrere wissenschaftliche Institutionen und Spezialisten, die mit an Bord sind. Dazu gehören das Deutsche Zentrum für marine Biodiversitätsforschung Wilhelmshaven, das GEOMAR - Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel sowie die Universität Hamburg, HafenCity Universität Hamburg, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Universität Bremen sowie Vertreter der Internationalen Meeresbodenbehörde.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin
Ulrich Schwarz-Schampera, Fahrtleiter

INDEX2017-Fahrt-Tagebuch, 24.08.2017

Log #1: BGR hat Suche nach neuen Erzvorkommen im Indischen Ozean mit dem Forschungsschiff „SONNE“ begonnen

Tief hängen die grauen Wolken im Hafen von Colombo, Sri Lanka. Die Mittagsluft ist feucht und ölgeschwängert. Das Thermometer zeigt 30 Grad im Schatten. Wer aus dem heruntergekühlten Hangar des Forschungsschiffes „SONNE“ auf das Holzdeck tritt, prallt gegen eine heiße unsichtbare Wand. Es ist früher Nachmittag am 24.08.2017. Das Schiff liegt fertig beladen am Kai. Gespannte und zugleich zufriedene Forscher-Gesichter blicken auf den diesigen Horizont. In Kürze betritt der Lotse das Schiff. Die Leinen werden gelöst und das Schiff sticht in See.

Das FS SONNE verlässt den Hafen von Colombo, Sri LankaDas FS SONNE verlässt den Hafen von Colombo, Sri Lanka Quelle: BGR

Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ist plangemäß zu ihrer 50tägigen Schiffsausfahrt in das deutsche Lizenzgebiet im Indischen Ozean gestartet. Mit der Ausfahrt SO259 (INDEX2017) setzt die BGR ihre Suche nach Erzlagerstätten, den polymetallischen Sulfiden, in den Tiefen des Meeres fort. Es ist die mittlerweile vierte Explorationsreise seit Unterzeichnung des Lizenzvertrages im Mai 2015 im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Dabei werden auch wieder Umweltbasisdaten über den Indischen Ozean erfasst.

Ziel der Arbeiten sind bisher kaum untersuchte Abschnitte am Südost-Indischen Spreizungsgraben, drei Tagesreisen von Mauritius entfernt. „Wir betreten mit den Arbeiten in diesem wenig untersuchten Teil des indischen Grabensystems wissenschaftliches Neuland. Noch sind es ‚weiße Flecken‘ in der Tiefsee. Aber unsere bisherigen Untersuchungen in den Nachbargebieten lassen darauf schließen, dass wir hier tatsächlich sulfidische Erzablagerungen finden werden“, erklärt BGR-Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera.

Unterstützt werden die BGR-Forscher bei ihren Arbeiten einmal mehr von mehreren wissenschaftlichen Institutionen. Dazu gehören das Deutsche Zentrum für marine Biodiversitätsforschung Wilhelmshaven, das GEOMAR - Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel sowie die Universität Hamburg, HafenCity Universität Hamburg, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Universität Bremen sowie Vertreter der Internationalen Meeresbodenbehörde.

„Dieses Jahr sind besonders viele Experten an Bord“, freut sich Fahrtleiter Dr. Ulrich Schwarz-Schampera von der BGR. Mit 116 Metern Länge und etwas mehr als 20 Metern Breite bietet das FS „SONNE“ dem 37köpfigen internationalen Wissenschaftlerteam genug Kabinen und Laboratorien. Ausreichend Platz ist auch an Deck für Schiffscontainer, viele sperrige Unterwasser-Messgeräte und Kuriositäten wie ausgediente Eisenbahnräder zur Beschwerung von Sedimentfängern am Meeresboden. „Insgesamt haben wir ca. 34 Tonnen Messgeräte, Werkzeug, Computer bis hin zu kompletten Laborausrüstungen verpackt und für den Zoll genauestens dokumentiert“, fasst BGR-Mitarbeiterin Simone Sturm die Arbeiten im Vorfeld der Ausfahrt zusammen. „Allein der Wert der Ausrüstung beträgt ca. 2,8 Millionen Euro.“ Das gesamte Material wurde in Deutschland in zehn Schiffscontainer mit je 6 Metern Länge verstaut. Bereits 6 Wochen vorher wurden sie nach Colombo verschifft. Dort angekommen, wurden die letzten noch in der Nacht vor dem Auslaufen auf Deck des Forschungsschiffes verfrachtet. Hinzu kam noch eine halbe Tonne Luftfracht im Wert von ca. 90 000 €, die ebenfalls pünktlich am Hafen eintraf und aufs Schiff gehievt wurde.

Das Forschungsschiff SONNE wird im Hafen von Colombo, Sri Lanka beladenDas Forschungsschiff SONNE wird im Hafen von Colombo, Sri Lanka beladen Quelle: BGR

Obwohl noch 7 Tage Transit bis zum deutschen Lizenzgebiet vor den Wissenschaftlern liegen, haben sie gleich nach dem Auslaufen des Schiffes begonnen, ihre Labors auf dem Schiff einzurichten und die Messapparaturen auszupacken und aufzubauen. Ist alles Wichtige dabei? Haben die empfindlichen Instrumente den Transort überstanden? Funktioniert der Aufbau? Der Einsatz der sogenannten CTD-Rosette ist schon in zwei Tagen geplant. Mit ihr werden Wasserproben aus bis zu 5000 Meter Tiefe entnommen. Abendliche Fachvorträge runden die ersten langen, ereignisreichen Tage auf See ab. Die eine oder der andere hat nebenbei noch mit dem starken Wellengang zu kämpfen, der in Äquatornähe üblich ist.

Viele Grüße von der Sonne,

Bettina Landsmann, BGR-Geologin


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