28. Jan. 2018

Nahaufnahme einer Manganknolle.

Die Tiefsee scheint das nächste Gebiet zu sein, das rohstoffhungrige Länder und Konzerne erschließen werden. Etliche Explorationslizenzen auf die unterschiedlichsten Vorkommen sind auch in internationalen Gewässern inzwischen erteilt worden. Derzeit läuft die genaue Erforschung der lange Jahre als langweilig verschrienen Tiefsee. Und es zeigt sich, dass man beim Abbau im Zentralpazifik tatsächlich das Wetter in Mexiko beobachten muss.

Wenn das Wetter so richtig schlecht ist in der Sierra Madre, dann leiden nicht nur die Bewohner der mexikanischen Küstenstädte am Pazifik unter den starken Stürmen, die durch die zwei Lücken in der Bergkette pfeifen. Nördlich und südlich der Halbinsel Yucatan hat das zentralamerikanische Hochgebirge zwei nur wenige Hundert Meter hohe Durchlässe, die den Passatwinden kaum ein Hindernis in den Weg stellen. Die Folgen dieser Passwinde sind noch in der Tiefsee des Zentralpazifiks in 2500 Kilometer Entfernung zu spüren. Zwei bis drei Mal im Jahr, unter besonderen Bedingungen auch öfter als fünf Mal ziehen dort große Wasserwirbel durch, die rund acht Monate zuvor durch die Passwinde in Zentralamerika entstanden sind. "Sie beschleunigen in etwa 4000 Metern Tiefe die Bodenströmungen um das Zwei- bis Dreifache", berichtet Annemiek Vink aus dem Arbeitsbereich Meeresgeologie und Tiefseebergbau der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover.

Wie der Rüssel eines Tornados

An der Oberfläche haben diese Wirbel mehr als 100 Kilometer Durchmesser, doch von dort reicht wie der Rüssel eines Tornados in der Atmosphäre ein sich verjüngender Trichter bis in die Tiefsee. Von 2013 bis 2016 hatte die BGR im Zentralpazifik Instrumente in Meeresbodennähe installiert, die dort stündlich die Strömungen protokollierten. Zusammen mit Ozeanographen der Schottischen Vereinigung für Meeresforschung konnte Vink aus den BGR-Datenreihen den ersten Nachweis filtern, dass die Wirbel tatsächlich bis zum Tiefseegrund reichen. Für Meeresforscher ist allein das ein schönes Ergebnis, zeigt es doch ungewöhnliche Verbindungen zwischen den recht stark getrennten Stockwerken eines Ozeans.

Doch Annemiek Vink ist Geowissenschaftlerin und die BGR ist mit einem bestimmten Auftrag im Zentralpazifik aktiv. Seit 2006 hält sie dort in deutschem Namen eine Explorationslizenz für Manganknollen, kartoffelgroße Gesteinsklumpen, die dort im Schlick des Tiefseebodens liegen und wertvolle Metalle enthalten. Die BGR-Forscher untersuchen zum einen, ob die Knollen im deutschen Lizenzgebiet tatsächlich einen Abbau lohnen. Zum anderen aber schätzen sie auch ab, welche Konsequenzen der Meeresbergbau auf die Meeresumwelt haben wird. Zu den gravierendsten dürfte die Schlammwolke gehören, die ein Erntefahrzeug oder Kollektor produziert, wenn er durch den feinen Tiefseeschlick fährt und die Knollen herausfiltert.

Wirbel beeinflussen Sedimentwolke

Die tiefreichenden Wasserwirbel, die Annemiek Vink und ihre Kollegen aus Schottland jetzt entdeckt haben, spielen bei der Verbreitung dieser Wolke eine Rolle, denn das Sediment verteilt sich mit der Strömung. "Wir wissen nicht genau, wie weit die Verbreitung reicht", so Vink, "aber wenn die Wirbel die Strömung verstärken, wird das auch die Verteilung des Sediments beeinflussen." Ob das negativ oder positiv ist, können die Wissenschaftler derzeit noch nicht sagen. "Es könnte vorteilhaft sein, weil die Sedimentwolke durch schnellere Strömungen auch schneller verdünnt wird", so Vink, "es könnte aber auch nachteilig sein, weil das Sediment über ein größeres Gebiet verteilt wird."

Das Problem ist, dass niemand bisher verfolgt hat, wie sich Sedimentwolken in der Tiefsee verhalten. "Wir können so etwas mit computergestützten Modellen schon recht gut abschätzen", sagt BGR-Forscherin Vink, "aber wirklich gemessen haben wir es nicht." Das könnte sich mit der zweiten Phase des europäischen Projektes MiningImpact ändern. Gerade wurde der Förderantrag in Brüssel genehmigt, so dass es Mitte 2018 starten kann. Herzstück des Projektes ist der Einsatz eines Versuchskollektors des belgischen Herstellers von Fördertechnik Deme. Das Unternehmen besitzt in belgischem Namen eine ähnliche Explorationslizenz für den Zentralpazifik wie die BGR. Im ersten Drittel des Jahres 2019 soll das auf etwa ein Viertel der eigentlichen Größe verkleinerte Gefährt zwei Abbauversuche unternehmen, und Forscher des Konsortiums wie Annemiek Vink werden bereit stehen, die Auswirkungen der Tests auf die Tiefseeumwelt mit allen zur Verfügung stehenden Instrumenten zu beobachten.

Manganknollen-Feld im äquatorialen Pazifik.

Manganknollen-Feld im äquatorialen Pazifik.

Bild: Philweb/CC BY-SA 3.0
Manganknolle mit Größenvergleich.

Manganknolle mit Größenvergleich.

Bild: Michel Royon/CCO
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Manganknollen-Feld im äquatorialen Pazifik.

Bild: Philweb/CC BY-SA 3.0

Manganknolle mit Größenvergleich.

Bild: Michel Royon/CCO

Neues Projekt mit Abbauversuch

Das deutsche Forschungsschiff Sonne ist bereits jetzt für drei Monate gebucht. "Wir werden zwei Ausfahrten haben, damit das Schiff einmal auftanken kann", berichtet Vink. Mit dem ersten Besuch sollen die Areale, die später bearbeitet werden, genau untersucht und bereits Instrumente am Meeresgrund installiert werden. "Mit vereinten Kräften wollen wir zwölf bis 15 verschiedene Messsysteme in Position haben, wenn die Tests starten", sagt Annemiek Vink. Dazu zählen akustische Geschwindigkeitsmesser, die Strömungen und Turbulenzen protokollieren, sowie Sinkstofffallen und Kamerasysteme.

Bei der zweiten Ausfahrt wird die Sonne dann das Schiff begleiten, dass das Versuchsfahrzeug transportiert. Die Tests wird das Forschungsschiff mit schiffsgestützten Instrumenten und einem Unterwasserroboter des Helmholtz-Zentrums GEOMAR aus nächster Nähe verfolgen. Nach den Tests stehen dann ausgedehnte Beprobungen auf der Wunschliste. "Das ist wichtig, weil wir direkt nach dem Versuch feststellen wollen, welche Organismen verschwunden sind und wie sich die Ökosysteme verändert haben", so Vink. Im Abstand von einigen Monaten bis Jahren wollen die Forscher die Versuchsareale noch einmal besuchen, um längerfristige Folgen aufzunehmen.