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Fenster in die Vergangenheit

erstellt von eschick zuletzt verändert: 07.10.2014 14:39

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Leitung des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), hat auf der jetzt endenden Sommerexpedition des Forschungsschiffes Polarstern ein neues Fenster in die Vergangenheit des Arktischen Ozeans aufgestoßen. Die Wissenschaftler entdeckten entlang steiler Abrisskanten am Lomonossow-Rücken stark verfestigte Sedimente, die vermutlich zehn, vielleicht sogar 30 bis 40 Millionen Jahre alt sind und den Forschern neue Einblicke in die Klimageschichte des Arktischen Ozeans ermöglichen werden.

Ein frischer Kastenlotkern mit intakter "Zipfelmütze" (dreieckiges Sedimentstück), umringt von den strahlenden Geologen. (Bild: A. Tholfsen, UoB/AWI)Die wertvollen Bodenproben aus dem Arktischen Ozean werden nach der Rückkehr des Forschungsschiffes in seinen Heimathafen verladen und in den kommenden Monaten und Jahren in den Heimatlaboren ausgiebig untersucht. Der Sedimentfund auf dem Lomonossow-Rücken, einem riesigen unterseeischen Gebirge, das den gesamten Arktischen Ozean durchzieht, war einer von vielen Höhepunkten auf der diesjährigen Polarstern-Expedition in die zentrale Arktis. Neun Wochen lang hatten 50 Wissenschaftler und Techniker aus Belgien, China, Deutschland, Frankreich, Kanada, Korea, den Niederlanden, Norwegen, Russland, Saudi-Arabien und den USA mit verschiedenen geowissenschaftlichen Methoden den arktischen Meeresboden untersucht.

Mit uralten Sedimenten vom Meeresboden gefüllt kommt das Lot an die Oberfläche. (Bild: AWI)Eine der zentralen Fragestellungen lautete dabei: Wie veränderte sich das Klima in der Arktis in den zurückliegenden 20.000 bis 500.000 Jahren sowie während der letzten 20 bis 60 Millionen Jahre. In letzterem Zeitraum hat sich die Arktis von einem warmen eisfreien Ozean mit Wassertemperaturen um 25°C zu dem heute bekannten kalten eisbedeckten Ozean gewandelt. Gerade auf diesen langen Zeitskalen von Jahrmillionen, gibt es bisher jedoch nur wenige Daten. Der Grund für die Kenntnislücke ist leicht zu nennen: Es fehlt einfach – von wenigen Ausnahmen abgesehen – das entsprechende alte Kernmaterial aus der zentralen Arktis, das es erlaubt, derartige Forschungen durchzuführen. Um die Klimaveränderungen in der Erdgeschichte zu untersuchen, suchten die Forscher unter anderem am Lomonossow-Rücken nach Stellen am Meeresgrund, an denen alte Ablagerungen und Gestein dicht unter der Bodenoberfläche liegen. Sie lassen sich mit einfachen Geräten wie einem Kastenlot oder einem Schwerelot bergen.

FNeben den Sedimenten wird auch das mit Spritzen gewonnene Porenwasser bestimmt. (Bild: AWI)ündig wurden die Wissenschaftler am Westhang dieses großen Untersee-Gebirges. „Hier muss es in der Vergangenheit immer wieder gigantische Erdrutsche gegeben haben, wodurch die darunterliegenden, sehr alten Sediment- und Gesteinsformationen mit einer Mächtigkeit von über 500 Metern freigelegt wurden. Wir waren auch überrascht über das Ausmaß dieser Abrisskanten, die sich über eine Länge von über 300 km fast vom Nordpol bis zum Südende des Rückens auf der sibirischen Seite hinziehen“, sagt der AWI-Geologe und wissenschaftliche Fahrtleiter Prof. Dr. Rüdiger Stein.

Er und sein Team haben die Fundstelle im Anschluss zwei Tage lang intensiv mit Kastenlot- und Schwereloteinsätzen beprobt. „Auch wenn wir das Alter der Sedimente zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht genau bestimmt haben, so sind wir uns aufgrund unserer Datenbasis schon ziemlich sicher, mit diesen Sedimentproben das Tor in die Vergangenheit weit geöffnet zu  haben – wie weit und was wir daraus lernen können, werden die jetzt anstehenden umfangreichen Detailuntersuchungen zeigen“, so der Fahrtleiter.

Trotz schwerer Eisfahrt konnten in den letzten Tagen gute Daten vom Hang des Lomonossow-Rückens gesammelt werden. (Bild: Laura Jensen, AWI)Trotz aller Euphorie sind sich aber alle Fahrtteilnehmer einig, dass dies nur der erste Schritt sein kann, weitere wichtige müssen nun folgen. „Unsere neuen Sedimentkerne ermöglichen zwar einen ersten ungeahnten Einblick in die frühe Klimageschichte der Arktis, diese Klimaaufzeichnungen bleiben jedoch lückenhaft. Um aber das große Geheimnis über die Klimaentwicklung der Arktis und deren Ursachen im Verlauf der letzten 20 bis 60 Millionen Jahre vollständig zu lüften, werden mächtigere kontinuierliche Sedimentabfolgen benötigt, wie sie nur durch Tiefbohrungen zu bekommen sind. Derartige Bohrungen in der Arktis sind nach wie vor eine große wissenschaftliche und technische Herausforderung für die marinen Geowissenschaften“, erklärt Stein. „Hier kann die Geophysik helfen“, so Prof. Dr. Wilfried Jokat, Leiter des Geophysik-Programms an Bord dieser Expedition. „Unsere neuen geophysikalischen Datensätze werden uns in die Lage versetzen, wissenschaftliche Tiefbohrungen im Gebiet des Lomonossow-Rückens, wie wir sie im Rahmen des internationalen Bohrprogramms IODP (International Ocean Discovery Program) bereits vorgeschlagen haben, konkreter zu planen und in die Realität umzusetzen“. Wer die Expedition nacherleben möchte, findet hier die Wochenberichte mit vielen spannenden Eindrücken der Expeditionsteilnehmer.


Quelle: Alfred-Wegener-Institut Bremerhaven, Oktober 2014