30. Jan. 2019

Der Kalkturm Poseidon in Lost City.

Im Jahr 2000 entdeckten amerikanische Forschende per Zufall mitten im Atlantik ein einzigartiges Ökosystem. Auf einem Bergmassiv so groß wie die Dreiergruppe aus Mönch, Eiger und Jungfrau im Berner Oberland wuchsen bis zu 30 Meter hohe Kalksteintürme, die von einer Vielzahl von Mikroben und einigen winzigen Krebsen bewohnt waren. 2015 besuchte ein Team des Internationalen Meeresbohrprogramms IODP (International Ocean Discovery Program) in Deutschland das exotische Ökosystem und bohrte vor allem in den "Vororten" der Stadt. Mittlerweile wurden die ersten Resultate veröffentlicht.

Die "Verlorene Stadt" auf dem Atlantis-Massiv hat offenbar eine vielfältigere Bevölkerung als man nach den ersten Besuchen gedacht hat. Dieses bislang einzigartige Hydrothermalfeld liegt mitten im Atlantik, etwa auf der Höhe von Südflorida und Marokko, und wurde im Jahr 2000 nur durch Zufall von einem Forschungsteam entdeckt. Gleich mehrfach sind die Kalksteintürme seither besucht und auch beprobt worden. Die letzte Expedition besuchte jedoch nicht die Wolkenkratzer des "Stadtzentrums", sondern untersuchte die "Vororte". Das europäische Projekt im Rahmen des Tiefbohrprogramms IODP erkundete im Herbst 2015 die Umgebung, die für die beeindruckenden Kalksteinformationen verantwortlich ist. Gleich zwei Meeresbodenbohrgeräte setzte damals das britische Forschungsschiff James Cook auf den Gipfeln des Atlantis-Massivs aus.

RRS James Cook im Hafen von Southampton.

RRS James Cook im Hafen von Southampton.

Bild: IODP/ECORD/Hans Wallrabe-Adams
Das Meeresbodenbohrgerät MeBo70 vom Bremer MARUM wird von der

Das Meeresbodenbohrgerät MeBo70 vom Bremer MARUM wird von der "James Cook" über dem Atlantis-Massiv ausgesetzt.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith
Eine Kalkformation in Lost City auf dem Atlantis-Massiv.

Eine Kalkformation in Lost City auf dem Atlantis-Massiv.

Bild: NOAA (CCO)
Beth Orcutt, Leiterin der IODP-Mission zum Atlantis-Massiv, an Bord des Forschungsschiffes

Beth Orcutt, Leiterin der IODP-Mission zum Atlantis-Massiv, an Bord des Forschungsschiffes "James Cook".

Bild: IODP/ECORD/Carol Cotterill
Kalktürme von Lost City im Atlantik.

Kalktürme von Lost City im Atlantik.

Bild: NOAA (CCO)
Blick in den Steuercontainer des Meeresbodenbohrgeräts MeBo70.

Blick in den Steuercontainer des Meeresbodenbohrgeräts MeBo70.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith
Das Meeresbodenbohrgerät RD2 vom British Geological Survey wird von der

Das Meeresbodenbohrgerät RD2 vom British Geological Survey wird von der "James Cook" ausgesetzt.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith
Ein Kalkturm namens Bienenkorb in Lost City.

Ein Kalkturm namens Bienenkorb in Lost City.

Bild: NOAA (CCO
Analyse der Bohrkerne von Lost City am Bremer MARUM.

Analyse der Bohrkerne von Lost City am Bremer MARUM.

Bild: MARUM/Volker Diekamp
1 / 9

RRS James Cook im Hafen von Southampton.

Bild: IODP/ECORD/Hans Wallrabe-Adams

Das Meeresbodenbohrgerät MeBo70 vom Bremer MARUM wird von der "James Cook" über dem Atlantis-Massiv ausgesetzt.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith

Eine Kalkformation in Lost City auf dem Atlantis-Massiv.

Bild: NOAA (CCO)

Beth Orcutt, Leiterin der IODP-Mission zum Atlantis-Massiv, an Bord des Forschungsschiffes "James Cook".

Bild: IODP/ECORD/Carol Cotterill

Kalktürme von Lost City im Atlantik.

Bild: NOAA (CCO)

Blick in den Steuercontainer des Meeresbodenbohrgeräts MeBo70.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith

Das Meeresbodenbohrgerät RD2 vom British Geological Survey wird von der "James Cook" ausgesetzt.

Bild: IODP/ECORD/Dave Smith

Ein Kalkturm namens Bienenkorb in Lost City.

Bild: NOAA (CCO

Analyse der Bohrkerne von Lost City am Bremer MARUM.

Bild: MARUM/Volker Diekamp

Langsam treffen die ersten Ergebnisse aus den Laboren der Projektbeteiligten ein. Eines der spannendsten Themen ist die Frage nach der "Bevölkerung" von Atlantis. Dass sie nur aus mikroskopisch kleinen Einzellern und winzigen Krebsen besteht, ist bereits auf den ersten Erkundungsfahrten klar geworden, doch die Bohraktivitäten des IODP-Projektes haben ergeben, dass nicht nur die Türme des Stadtzentrums von Mikroben bewohnt werden, sondern offenbar auch die gesamte Oberfläche des Bergmassivs. "Die Biosphäre dort dürfte daher größer und diverser sein, als wir bislang vermuteten", schreiben die beiden Projektleiterinnen Gretchen Früh-Green von der ETH Zürich und Beth Orcutt vom Bigelow-Ozeanographielabor in East Boothbay, Maine, in einem Bericht für die Amerikanische Geophysikalische Union AGU.

Geringere Bevölkerungsdichte in den Randbereichen

Wie auch in menschlichen Metropolen üblich, ist die Bevölkerungsdichte der Vororte wesentlich geringer als in "Downtown". Das Expeditionsteam beschreibt sie als "entschieden geringer" als die der Kalktürme selbst. In manchen Bohrproben befanden sich weniger als zehn Zellen in einem Kubikzentimeter Gestein, in einem Bohrkern fand man immerhin 4100 Zellen pro Kubikzentimeter. Die Proben aus den Wolkenkratzern liegen um mehrere Größenordnungen über diesen Werten.

Der Unterschied ist nicht erstaunlich, schließlich markieren die Türme die Stellen des Atlantismassivs, an denen gegenwärtig die größte Aktivität herrscht und große Mengen nährstoffbeladenen Wassers aus dem Untergrund austreten. Die  eigentliche Überraschung ist, dass noch etliche Kilometer von diesen hydrothermalen Zentren entfernt überhaupt noch etwas im Meeresboden vorgeht, das Nährstoffe für ein Ökosystem bereitstellt. Bei Schwarzen oder Weißen Rauchern ist das Ökosystem auf die unmittelbare Umgebung der Schlote begrenzt.

Ausdauernde Energiequelle

Die Erklärung liegt im unterschiedlichen Mechanismus, der hinter den jeweiligen Hydrothermalfeldern steckt. Die Raucher werden von vulkanischen Wässern angetrieben, die durch Risse und Wege in der Erdkruste nach oben dringen und ganz konzentriert an einzelnen Stellen austreten. Ihre reiche Fracht an Mineralen lässt sie schnell wieder versiegen, weil die Wegsamkeiten zugesetzt werden. Bei der "Verlorenen Stadt" ist das anders. Ihre Energiequelle ist viel ausgedehnter und ausdauernder, wenn auch mit geringerer Leistung. Die Hitze und die Chemikalien, die den "Stadtbewohnern" als Nahrungsgrundlage dienen, sind das Produkt einer chemischen Reaktion zwischen Ozeanwasser und dem Material des Atlantismassivs.

Das besteht zu großen Teilen aus dem Mantelgestein Olivin, das bei Kontakt mit dem Ozeanwasser in Serpentinit umgewandelt wird und dabei Energie, Wasserstoff und Methan freisetzt. Die Temperaturen, die dieser Prozess erzeugt, liegen bei 100 Grad - das ist nur etwa halb so heiß wie die kältesten Schwarzen Raucher. Doch der Prozess zieht sich über viele Jahrzehntausende hin. Es wird geschätzt, dass das Hydrothermalfeld von Lost City seit 40.000 Jahren aktiv ist. Viele Black-Smoker-Felder arbeiten nur ein paar Jahre.

Die Bohrproben des IODP-Projektes zeigen eindeutig, dass die Serpentinisierung auch jenseits des Zentrums mit seinen Kalktürmen abläuft. Dass sie in der Peripherie mit geringerer Rate stattfindet, muss dabei kein dauerhafter Zustand sein. Ob sich die geringere geologische Aktivität auch in einer anderen Mikrobengemeinschaft als in den Türmen niederschlägt, ist eine der spannenden Fragen, die die Beteiligten des IODP-Projektes noch klären müssen. Derzeit laufen erst die Vermehrungsversuche mit den den verschiedenen Bioproben, die man vor drei Jahren gewonnen und erst einmal schockgefroren hat. Bis zu einer genetischen Analyse der Bakterien und Archäen wird es noch eine Weile dauern.