Ein aufsteigendes Methanvorkommen, das aus einem „Eiskäfig“ am Meeresboden westlich von Grönland austritt, könnte der bisher tiefste dokumentierte Kaltseep mit Gashydraten sein – und er ist zugleich erstaunlich reich an Tierleben.
Entdeckung der Freya-Gashydrat-Hügel in der Grönlandsee
Die sogenannten Freya-Gashydrat-Hügel wurden während der Expedition Ocean Census Arktis-Tiefsee EXTREME24 gefunden, die von Forschenden der UiT – Arktische Universität Norwegens – und weiteren Partnern geleitet wurde. Eine Gasfahne in der Wassersäule machte das Team auf ungewöhnliche Aktivität weit unter dem Schiff aufmerksam; daraufhin wurde ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV) zur Erkundung hinabgeschickt.
Am Grund stiess das ROV auf freiliegende Erhebungen aus einem kristallinen Material, das als Gashydrat bekannt ist. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler steuerten das Fahrzeug so, dass Proben der Methanaustritte und von Rohöl entnommen wurden, ausserdem Sedimentproben, die eine vielfältige Meeresfauna enthielten.
„This discovery rewrites the playbook for Arctic deep-sea ecosystems and carbon cycling,“ sagt die leitende Expeditions-Wissenschaftlerin Giuliana Panieri.
„We found an ultra-deep system that is both geologically dynamic and biologically rich, with implications for biodiversity, climate processes, and future stewardship of the High North.“
Gashydrate, Methan und Kohlenwasserstoffe in 3.640 Metern Tiefe
Die neu entdeckten Freya-Hügel liegen weit unter der Oberfläche der Grönlandsee. Aus dem Meeresboden entweichen dort vor allem Methan und in geringerem Umfang schwerere Kohlenwasserstoffe.
Für die Bewohnerinnen und Bewohner der Freya-Hügel spielt die etwa 3.640 Meter (rund 11.940 Fuss) hohe Wassersäule über ihnen kaum eine Rolle: Solange kontinuierlich Chemikalien aus der Erdkruste austreten, ist „Treibstoff“ vorhanden. Sonnenlicht wird nicht benötigt, denn Gashydrate sind eine gefrorene Mischung aus Methan und Wasser, die durch den hohen Druck und die niedrigen Temperaturen der Tiefsee in einem kristallinen Zustand stabilisiert wird.
Beinahe ein Fünftel des weltweiten Methans liegt als Gashydrat vor und ist in tiefen marinen Sedimenten eingeschlossen.
Dass die Freya-Hügel mehr als 3,5 Kilometer unter der Meeresoberfläche liegen, ist für einen solchen Seep jedoch aussergewöhnlich: Die meisten bislang erfassten Beispiele befinden sich in weniger als 2.000 Metern Wassertiefe.
Tierwelt am Kaltseep und Bedeutung für Biodiversität und Tiefseebergbau
Die Tiefseeorganismen, die an den Freya-Gashydrat-Hügeln leben, ernähren sich von chemosynthetischen Mikroben. Diese wandeln Chemikalien wie Methan, Sulfid und andere Kohlenwasserstoffe in biologische Energie um.
Zur beobachteten Tierwelt zählen siboglinide und maldanide Röhrenwürmer, Schnecken aus den Familien Skeneidae und Rissoidae sowie Amphipoden aus der Familie Melitidae. Auf Familienebene ähnelt die Zusammensetzung des Ökosystems arktischen hydrothermalen Quellen in vergleichbaren Tiefen.
In den Sedimentproben gefundene Verbindungen deuten darauf hin, dass das Öl und möglicherweise auch die Gase von Blütenpflanzen stammen, die einst in einem warmen, bewaldeten Grönland im Miozän wuchsen – einer geologischen Epoche vor 23 bis 5,3 Millionen Jahren.
Gerade diese kohlenstoffreichen Ablagerungen machen die Freya-Hügel zu einem besonders guten Lebensraum (wenn man ein maldanider Röhrenwurm oder ein melitider Amphipode ist). Gleichzeitig ist dies ein zentraler Grund, weshalb die weltweite Bergbauindustrie und einige Regierungen ein Interesse an der tiefen Arktis haben.
„Despite significant progress in understanding the distribution and concentration of gas hydrates, a major challenge remains in evaluating gas hydrates as an energy resource and their role in global climate change,“ merken die Autorinnen und Autoren an.
Bislang richtete sich der Tiefseebergbau vor allem auf polymetallische Knollen – etwa kartoffelgrosse Brocken am Meeresboden, die Seltene-Erden-Minerale enthalten, wie sie in Geräten wie Smartphones genutzt werden. Welche Folgen ein solcher Eingriff in den Tiefseeboden jedoch für marine Ökosysteme auf unserem ohnehin destabilisierten Planeten hätte, ist unklar.
„There are likely to be more very-deep gas hydrate cold seeps like the Freya mounds awaiting discovery in the region, and the marine life that thrives around them may be critical in contributing to the biodiversity of the deep Arctic,“ sagt der Meeresökologe Jon Copley von der Universität Southampton (Vereinigtes Königreich), der an der Expedition beteiligt war.
„The links that we have found between life at this seep and hydrothermal vents in the Arctic indicate that these island-like habitats on the ocean floor will need to be protected from any future impacts of deep-sea mining in the region.“
Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.
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