05. Mär. 2018

Die "Fugro Synergy" im Hafen von Korinth.

Im Lauf der Erdgeschichte hat sich Verteilung, Zahl und Form der Kontinente mehrfach geändert. Im Golf von Korinth kann man verfolgen, wie eine Schwächezone in der Eurasischen Kontinentalplatte entsteht, an der sie in vielen Millionen Jahren zerreißen kann. Ein vom europäischen Teil des Internationalen Meerestiefbohrprogramms IODP organisiertes Projekt war 2017 vor Ort und hat Sedimente erbohrt. Am Bremer MARUM wurden die Bohrkerne jetzt geöffnet und für die wissenschaftliche Bearbeitung vorbereitet.

Azurblaues Wasser, schroffe Steilküsten und gleich daneben Sandstrände, idyllische Inseln und entspannte Urlaubsorte, dazu eine uralte griechische Stadt mit glorreicher Geschichte und einem steil aufragenden Festungsberg. Das alles gesprenkelt mit einer ordentlichen Dosis antiker Ruinen: Der Golf von Korinth ist Griechenlandurlaub in Reinkultur. "Tatsächlich war es ziemlich kalt, als wir dort waren", meint Lisa McNeill trocken zu dem Arbeitsplatz, den sie und acht weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im letzten Quartal 2017 bezogen hatten. Und viel hat die Tektonikprofessorin an der Universität von Southampton von der traumhaften Kulisse auch nicht gehabt, denn sie hatte Schichtdienst an Bord eines Explorationsbohrschiffes. McNeill hat auf der "Fugro Synergy" das Internationale Meeresbohrprojekt "Corinth Active Rift Development" geleitet, zusammen mit ihrer US-Kollegin Donna Shillington vom Lamont-Doherty Earth Observatory der New Yorker Columbia Universität. 58 Tage waren die beiden Geowissenschaftlerinnen und ihre Kollegen unterwegs, um den beginnenden Riss in einer Kontinentalplatte zu beproben.

Meeresbecken könnte Griechenland zweiteilen

"Derzeit ist der Golf von Korinth noch Teil der eurasischen Kontinentalplatte, aber in vielen Millionen Jahren könnte sich hier ein Meeresbecken entwickelt haben und die Peloponnes als Insel von Restgriechenland trennen", so McNeill bei einem Medientag am Bremer MARUM, wo die 35 Forschenden des IODP-Projektes in den vergangenen vier Wochen die Kerne aus dem Golf von Korinth öffneten und beprobten. Das nur durch die 2,2 Kilometer schmale Straße von Rio mit dem Mittelmeer verbundene Becken liegt auf einem sogenannten Rift, einer Schwächezone in einer der massiven Kontinentalplatten, die das Festland der Erde tragen. "Die kontinentale Kruste wird gedehnt und ausgedünnt und wenn das so weiter geht, kann sich dort in ferner Zukunft ozeanische Kruste bilden", betonte Lisa McNeill. Mit anderen Worten, die Kontinentalplatte reißt und in die Lücke dringt heißes Gesteinsmaterial aus dem Erdmantel und schiebt die beiden Hälften immer weiter auseinander. Andere Beispiele sind etwa das Ostafrikanische Rift oder auch der Oberrheintalgraben, der sich bis in die niederrheinische Bucht zieht. Im Golf von Korinth ist der Prozess noch ganz am Anfang, deshalb sind die Geowissenschaftlerinnen um Lisa McNeill und Donna Shillington dorthin gefahren.

Sedimentbohrkerne mit einer Gesamtlänge von 1600 Meter erbohrte das Team des IODP-Projektes an drei Stellen des Golfs, zweimal im Golf von Korinth selbst und einmal im Alkyonides-Golf, einer flacheren Ausbuchtung im Nordosten, die den ältesten Teil des Rifts darstellt. Die größte Tiefe wurde mit 705 Metern im Zentrum des Golfs erbohrt, wo auch das Meeresbecken am tiefsten wird, die ältesten Sedimente stammen aus dem Alkyonides-Golf, wo die Bohrmannschaft der "Fugro Synergy" nach 534 Metern auf das Grundgebirge unterhalb der Sedimente stieß. "Wir glauben, dass wir mit dem Material unsere wesentlichen Fragen bearbeiten können", bilanzierte Donna Shillington in Bremen.

Bohrkerne decken die jüngste Phase des Rifts ab

Der längste Bohrkern deckt die vergangenen 600.000 oder 700.000 Jahre ab und damit die jüngere Phase des Rifting-Prozesses im Golf von Korinth. "Wir haben jetzt ein vollständiges und hoch aufgelöstes Archiv dieser jüngeren Sedimente", so Shillington. Genau darüber gab es bislang keine Informationen, denn der Teil des Rifts, der mittlerweile an Land liegt, gehört zur älteren Phase, die vor rund sieben Millionen Jahren begann. In diese Zeit reicht der kürzeste Kern aus dem Alkyonides-Golf. "Unsere ersten Analysen noch an Bord des Schiffes zeigen, dass wir dort bis in fünf bis sieben Millionen Jahre zurückblicken können und damit die frühere Phase des Rift-Prozesses erfassen", betonte Lisa McNeill.

"Wir haben dort ein sehr aktives und komplexes System von Störungszonen", erklärte Donna Shillington. "Im Süden ist der Hellenische Graben, wo die Afrikanische Platte unter der Eurasischen absinkt, und im Norden schieben sich zwei Kontinentalplatten aneinander vorbei. Als Resultat öffnet sich der Golf von Korinth.“ Die genaue Choreographie ist unklar, nach der das Stück der Eurasischen Platte aufreißt, auf dem Griechenland liegt. Doch offenbar bewegen sich das Nordufer und das Südufer des Golfs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten nach Südwesten, so dass sich zwischen ihnen eine Schwächezone bildet, die den Keim für das zukünftige neue Meeresbecken bildet.

Ein Sedimentkern kurz nachdem er an Bord der

Ein Sedimentkern kurz nachdem er an Bord der "Fugro Synergy" gebracht wurde.

Bild: ECORD/IODP/E. LeBer
An Bord der

An Bord der "Fugro Synergy" werden die Bohrkerne für die ersten Analysen vorbereitet.

Bild: ECORD/IODP/D. Smith
Genaue Sedimentanalyse bei der Onshore Science Party am Bremer MARUM.

Genaue Sedimentanalyse bei der Onshore Science Party am Bremer MARUM.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Proben werden genommen und beschriftet, damit sie in den Heimatlabors der Beteiligten untersucht werden können.

Proben werden genommen und beschriftet, damit sie in den Heimatlabors der Beteiligten untersucht werden können.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Eine Forscherin diskutiert mit ihrem Kollegen die Schichtung der Sedimente in den Bohrkernen aus dem Golf von Korinth.

Eine Forscherin diskutiert mit ihrem Kollegen die Schichtung der Sedimente in den Bohrkernen aus dem Golf von Korinth.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Ein Sedimentkern wird zur Vermessung vorbereitet.

Ein Sedimentkern wird zur Vermessung vorbereitet.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Erste mikorpaläontologische Untersuchungen wurden am Bremer MARUM vorgenommen.

Erste mikorpaläontologische Untersuchungen wurden am Bremer MARUM vorgenommen.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Direkt nach dem Aufschneiden werden die Bohrkerne gesäubert.

Direkt nach dem Aufschneiden werden die Bohrkerne gesäubert.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
Die beiden Fahrtleiterinnen Lisa McNeill (links) und Donna Shillington (rechts) begutachten einen Bohrkern am Bremer MARUM.

Die beiden Fahrtleiterinnen Lisa McNeill (links) und Donna Shillington (rechts) begutachten einen Bohrkern am Bremer MARUM.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp
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Ein Sedimentkern kurz nachdem er an Bord der "Fugro Synergy" gebracht wurde.

Bild: ECORD/IODP/E. LeBer

An Bord der "Fugro Synergy" werden die Bohrkerne für die ersten Analysen vorbereitet.

Bild: ECORD/IODP/D. Smith

Genaue Sedimentanalyse bei der Onshore Science Party am Bremer MARUM.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Proben werden genommen und beschriftet, damit sie in den Heimatlabors der Beteiligten untersucht werden können.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Eine Forscherin diskutiert mit ihrem Kollegen die Schichtung der Sedimente in den Bohrkernen aus dem Golf von Korinth.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Ein Sedimentkern wird zur Vermessung vorbereitet.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Erste mikorpaläontologische Untersuchungen wurden am Bremer MARUM vorgenommen.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Direkt nach dem Aufschneiden werden die Bohrkerne gesäubert.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Die beiden Fahrtleiterinnen Lisa McNeill (links) und Donna Shillington (rechts) begutachten einen Bohrkern am Bremer MARUM.

Bild: ECORD/IODP/V. Diekamp

Golf von Korinth ist bestes Observatorium für Riftprozesse

Das geschieht so schnell, dass der Korinthische Golf die wohl beste Gelegenheit ist, die Schwächung einer Kontinentalplatte minutiös zu verfolgen. "Es wird eine Unmasse von Sediment im Golf abgelagert, so dass der Rift Prozess genau dokumentiert wird, und wir haben keine Vulkane, die diese Dokumentation durcheinanderbringen können", sagt Donna Shillington, die auch im Ostafrikanischen Rift arbeitet und dort mit geringen Sedimentationsraten und störenden Vulkanen zu kämpfen hat. Die Bohrkerne aus dem Golf von Korinth, so hoffen die beiden Chefwissenschaftlerinnen, erlauben eine zeitliche Auflösung von Jahrzehntausenden, stellenweise sogar von Jahrtausenden. Damit könnte man den korinthischen Riftprozess sozusagen hochaufgelöst "in HD" ablaufen lassen.

Genaue Ergebnisse werden noch etwas auf sich warten lassen, in Bremen wurden die Bohrkerne gründlich inspiziert und mit verschiedenen Methoden vermessen, anschließend wurden die Proben für die eingehenderen Untersuchungen in den Heimatlaboren aller Projektbeteiligten verteilt. Zwei erste Ergebnisse können die beiden Fahrtleiterinnen allerdings schon berichten. So haben sie in einem Bohrkern die Periode entdeckt, in der der Golf von Korinth in der jüngsten Kaltzeit vom Rest des Mittelmeers abgeschnürt wurde, weil der Meeresspiegel so stark gefallen war, dass die Schwelle unter der Straße von Rio trockenfiel. "Die Bedingungen wechselten von marin zu eher brackig", berichtete Lisa McNeill. Die Folge: Etliche Organismen starben aus, weil sie die Umstände nicht vertrugen und anstelle eines homogenen graugrünen Sediments tauchen plötzlich schwarz-weiß gebänderte Schichten auf. "Dieser Wechsel fand vor rund 80.000 Jahren statt", verriet McNeill.

Erste Ergebnisse liegen bereits vor

Ein zweites Ergebnis könnte auch für die Abschätzung der seismischen Gefährdung im Golf von Korinth genutzt werden. In den Sedimentbohrkernen lassen sich die Spuren von Erdbeben erkennen. Die Erdstöße versetzten die kontinuierlichen Schichten, in denen sich die Sedimente ablagerten, und diese Versätze sind in den Bohrkernen gut erkennbar. "Wir haben bereits einige Altersangaben für diese Versätze und werden in den kommenden Monaten und Jahren noch viele mehr erhalten", erklärte Lisa McNeill, "und mit diesen Informationen können wir die Aktivität der Störungen berechnen, die das Rift kontrollieren." Da die Sedimentarchive sehr viel weiter in die Vergangenheit zurückreichen als beispielsweise menschliche Aufzeichnungen liefern diese paläoseismischen Daten wertvolle Informationen für die aktuelle und zukünftige Erdbebengefährdung in der Mitte Griechenlands.