Erkundung von Tiefseegräben

Das Hochseeschiff Deep Discoverer erkundet den Marianengraben. Es untersuchte geologische Merkmale, die Felsen und Schluchten in den Alpen und Schluchten in Kalifornien ähneln. Dies geschah während der Deepwater Exploration of the Marianas 2016. NOAA-Büro für Meeresforschung und -forschung.

Es gibt Orte tief unter den Wellen der Ozeane unseres Planeten, die geheimnisvoll und fast unerforscht bleiben. Einige sind so tief, dass ihr Grund so weit von uns entfernt ist wie der obere Bereich unserer Atmosphäre. Diese Regionen werden Tiefseegräben genannt, und wenn sie sich auf einem Kontinent befänden, wären sie tiefe, zerklüftete Schluchten. Diese dunklen, einst mysteriösen Schluchten stürzen bis zu 11.000 Meter tief in die Kruste unseres Planeten. Das ist so tief, dass, wenn der Mount Everest auf dem Grund des tiefsten Grabens platziert würde, sein felsiger Gipfel 1,6 Kilometer unter den Wellen des Pazifischen Ozeans liegen würde.

Technisch gesehen sind Schleien lange, schmale Vertiefungen auf dem Meeresboden. Der Hafen beherbergt fantastische Lebensformen, die an der Oberfläche nicht zu sehen sind, Tiere und Pflanzen, die unter den extremen Bedingungen der Gräben gedeihen. Erst in den letzten Jahrzehnten konnten Menschen überhaupt in Betracht ziehen, sich so tief zu wagen, um zu erforschen.

Eine NASA-Kartenansicht des Marianengrabens, der die Challenger Deep enthält. NASA

Warum gibt es Ozeangräben?

Gräben sind Teil der Topologie des Meeresbodens, die auch Vulkane und Berggipfel enthält, die höher sind als alle anderen Kontinente. Sie entstehen durch tektonische Plattenbewegungen. Das Studium der Geowissenschaften und tektonische Plattenbewegungen , erklärt die Faktoren in ihrer Bildung, sowie die Erdbeben und Vulkanausbrüche die sowohl unter Wasser als auch an Land auftreten.

Tiefe Gesteinsschichten lagern auf der geschmolzenen Mantelschicht der Erde. Beim Vorbeischwimmen stoßen diese „Platten“ aneinander. An vielen Orten der Erde taucht eine Platte unter die andere. Die Grenze, an der sie sich treffen, ist dort, wo Tiefseegräben existieren.

Zum Beispiel ist der Marianengraben, der unter dem Pazifischen Ozean in der Nähe der Inselkette der Marianen und nicht weit von der Küste Japans liegt, das Produkt der sogenannten „Subduktion“. Unterhalb des Grabens gleitet die Eurasische Platte über eine kleinere namens Philippinische Platte, die in den Mantel einsinkt und schmilzt. Diese Kombination aus Sinken und Schmelzen bildete den Marianengraben.

Ein kombiniertes Bild der Erdplatten, der Plattengrenzen und der Kartierung des Meeresbodens (genannt Bathymetrie). NASA/Goddard Science Visualization Lab.

Gräben finden

Ozeangräben gibt es in allen Weltmeeren. Dazu gehören der Philippine Trench, der Tonga Trench, der South Sandwich Trench, das Eurasian Basin und Malloy Deep, der Diamantina Trench, der Puerto Rican Trench und der Mariana. Die meisten (aber nicht alle) stehen in direktem Zusammenhang mit Subduktionsaktionen oder Platten, die sich auseinander bewegen, was Millionen von Jahren dauert. Zum Beispiel entstand der Diamantina-Graben, als sich die Antarktis und Australien vor vielen Millionen Jahren voneinander trennten. Diese Aktion riss die Erdoberfläche auf und die resultierende Bruchzone wurde zum Graben. Die meisten der tiefsten Gräben befinden sich im Pazifischen Ozean, der über dem sogenannten „Ring of Fire“ liegt. Diese Region erhält den Namen aufgrund der tektonischen Aktivität, die auch die Bildung von Vulkanausbrüchen tief unter dem Wasser anspornt.

Das Challenger Deep ist Teil des Marianengrabens im Südpazifik. Diese bathymetrische Karte zeigt die Tiefe in Dunkelblau zusammen mit dem umgebenden Unterwassergelände. NASA/Goddard Visualisierungslabor

Der unterste Teil des Marianengrabens wird Challenger Deep genannt und bildet den südlichsten Teil des Grabens. Es wurde sowohl von Tauchbooten als auch von Überwasserschiffen mit Sonar kartiert (eine Methode, die Schallimpulse vom Meeresboden abprallt und die Zeitdauer misst, die es dauert, bis das Signal zurückkehrt). Nicht alle Gräben sind so tief wie die Mariana. Die Zeit scheint ihre Existenz auszulöschen. Das liegt daran, dass Gräben mit zunehmendem Alter mit Meeresbodensedimenten gefüllt werden (Sand, Felsen, Schlamm und tote Kreaturen, die von höher aus dem Ozean herabtreiben). Ältere Abschnitte des Meeresbodens haben tiefere Gräben, was darauf zurückzuführen ist, dass schwereres Gestein mit der Zeit tendenziell absinkt.

Erkundung der Tiefen

Dass diese Tiefseegräben überhaupt existierten, blieb bis weit ins 20. Jahrhundert ein Geheimnis. Das liegt daran, dass es keine Schiffe gab, die diese Regionen erkunden konnten. Um sie zu besuchen, sind spezialisierte Tauchboote erforderlich. Diese tiefen Ozeanschluchten sind für menschliches Leben äußerst unwirtlich. Obwohl Menschen vor der Mitte des letzten Jahrhunderts Taucherglocken ins Meer schickten, ging keine so tief wie ein Graben. Der Druck des Wassers in diesen Tiefen würde eine Person sofort töten, daher wagte sich niemand in die Tiefen des Marianengrabens, bis ein sicheres Schiff entworfen und getestet wurde.

Das änderte sich 1960, als zwei Männer in einem Bathyscaphe namens The hinabstiegen Triest . 2012 (52 Jahre später) hat der Filmemacher und Unterwasserforscher James Cameron (of Titanic Filmruhm) wagte sich in seinen Tiefsee-Herausforderer Handwerk auf der ersten Solo-Reise zum Grund des Marianengrabens. Die meisten anderen Tiefsee-Erkundungsschiffe, wie z Alwin (betrieben von der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts) tauchen nicht annähernd so weit, können aber immer noch etwa 3.600 Meter (etwa 12.000 Fuß) tief tauchen.

Das seltsame Leben in den tiefen Ozeangräben

Überraschenderweise trotz des hohen Wasserdrucks und der kalten Temperaturen, die am Boden der Gräben herrschen, das Leben gedeiht in diesen extremen Umgebungen . Es reicht von winzigen einzelligen Organismen über Röhrenwürmer und andere am Boden wachsende Pflanzen und Tiere bis hin zu einigen sehr seltsam aussehenden Fischen. Darüber hinaus sind die Böden vieler Gräben mit vulkanischen Schloten gefüllt, die als „schwarze Raucher“ bezeichnet werden. Diese entlüften kontinuierlich Lava, Hitze und Chemikalien in die Tiefsee. Weit davon entfernt, unwirtlich zu sein, liefern diese Öffnungen jedoch dringend benötigte Nährstoffe für Arten von Lebewesen, die als „Extremophile“ bezeichnet werden und unter den Bedingungen der Außerirdischen überleben können.

Zukünftige Exploration von Tiefseegräben

Da der Meeresboden in diesen Regionen noch weitgehend unerforscht ist, sind Wissenschaftler begierig darauf, herauszufinden, was sich „dort unten“ sonst noch befindet. Die Erforschung der Tiefsee ist jedoch teuer und schwierig, auch wenn der wissenschaftliche und wirtschaftliche Nutzen beträchtlich ist. Es ist eine Sache, mit Robotern zu forschen, die weitergehen wird. Aber menschliche Erforschung (wie Camerons Deep Dive) ist gefährlich und kostspielig. Zukünftige Erkundungen werden sich weiterhin (zumindest teilweise) auf Robotersonden stützen, so wie Planetenwissenschaftler auf sie für die Erforschung entfernter Planeten zurückgreifen.

Es gibt viele Gründe, die Tiefen des Ozeans weiter zu studieren; Sie sind nach wie vor die am wenigsten erforschten Lebensräume der Erde und können Ressourcen enthalten, die der Gesundheit der Menschen sowie einem tieferen Verständnis des Meeresbodens dienen. Fortgesetzte Studien werden Wissenschaftlern auch dabei helfen, die Wirkungen der Plattentektonik zu verstehen und neue Lebensformen aufzudecken, die sich in einigen der unwirtlichsten Umgebungen der Erde heimisch machen.

Quellen

• Tiefster Teil des Ozeans. Geologie , geology.com/records/deepest-part-of-the-ocean.shtml.
• Merkmale des Ozeanbodens. National Oceanic and Atmospheric Administration , www.noaa.gov/resource-collections/ocean-floor-features.
• Ozeangräben. Woods Hole Oceanographic Institution , WHOI, www.whoi.edu/main/topic/trenches.
• US-Handelsministerium und National Oceanic and Atmospheric Administration. NOAA Ocean Explorer: Ambient Sound at Full Ocean Depth: Lauschen auf der Challenger Deep. 2016 Tiefwassererkundung der Marianen RSS , 7. März 2016, oceanexplorer.noaa.gov/explorations/16challenger/welcome.html.