News: Tischtuch mit Löchern
Der größte Teil der Wärme aus dem Erdinneren geht am Meeresboden verloren - dort, wo kaltes Wasser mit der warmen Ozeankruste in Kontakt kommt. Doch weite Teile sind von einer isolierenden Sedimentschicht bedeckt. Und die ist löchrig.
© A. Gerdes/DFG-Forschungszentrum Ozeanränder (Ausschnitt)
Die Erde ist in ihrem Inneren über 4500 Grad Celsius heiß, wodurch im Erdmantel mächtige Konvektionsströme angetrieben werden, die ihrerseits die riesigen starren Kontinentalplatten verschieben und so das Gesicht der Erde ständig verändern. Die Platten der Lithosphäre (lithos, griech.: Stein) bewegen sich wie ein Fließband auf der darunter liegenden Athenosphäre (asthenos, griech.: weich) nach außen und leiten auf ihrem hunderte Millionen Jahre dauernden Weg bis zum nächsten Kontinentalrand dauernd Wärme von unten nach oben ab. Auf diese Weise kühlt die Erde langsam aus.
Am offensichtlichsten ist dieser Wärmetausch im Bereich der mittelozeanischen Rücken, dort, wo das Magma direkt im Wasser abgeschreckt wird, und wo entlang der Flanken kaltes Wasser in die klüftigen Gesteine eindringt, sich erhitzt und etwa in Gestalt der Schwarzen Raucher wieder aus dem Untergrund schießt.
Doch der größte Teil der Wärme geht verloren, wenn diese Magmen längst zu neuer Ozeankruste erstarrt sind. Allerdings haben sich nach einigen Millionen Jahren hunderte Meter dicke und äußerst undurchlässige Sedimentschichten gebildet, in denen das Meerwasser nicht zirkulieren kann. Seit langem rätseln Forscher daher, wie hier der Wärmetausch vonstatten geht.
Doch die Sedimente der Tiefsee sind kein Tischtuch auf ebenem Untergrund. Die unterliegende Kruste ist vielmehr komplex geformt. Während die isolierenden Sedimente in ihren Tiefen mächtiger sind, fehlen sie auf ihren Höhen mitunter gänzlich, und die blanken Krustengesteine ragen aus dem Meeresgrund heraus.
Forscher aus den USA, aus Deutschland und Kanada haben nun entdeckt, dass solche bares (engl. Synonym für: blanker Fels) einen Kurzschluss zwischen kaltem Meerwasser und warmer Ozeankruste bewerkstelligen können, indem kaltes Wasser durch den einen bare in den Untergrund einströmt und viele Kilometer entfernt an einem anderen als heiße Quelle wieder austritt.
Andrew Fisher von der University of California in Santa Cruz und seine Kollegen – darunter auch eine Arbeitsgruppe von der Universität Bremen – hatten von Bord der Forschungsschiffe Sonne und Thomas G. Thompson den Meeresgrund im Bereich des Juan-de-Fuca-Rückens westlich der kanadischen Vancouver Island untersucht und waren dort auf solche bares gestoßen, darunter den kleinen baby bare und – in 50 Kilometern Entfernung – den viel größeren, einige Kilometer weiten grizzly bare.
Chemische Untersuchungen des von baby bare ausgestoßenen, 65 Grad Celsius warmen Wassers zeigten sodann, dass es lange Zeit durch Basalte – also die Gesteine ozeanischer Kruste – geflossen sein musste. Die Forscher konnten sogar sagen, wie lange das Wasser dort unterwegs war: nämlich rund 4300 Jahre.
Es konnte also nicht in der Nähe durch die mächtigen Sedimente in die Tiefe gelangt, sondern musste in größerer Entfernung eingedrungen sein. Zu grizzly bare passten schließlich nicht nur die geochemischen Eigenschaften, sondern auch die Ergebnisse von Computersimulationen.
Die bares sind am Meeresboden nichts Ungewöhnliches. Doch dass sie wie Wärmetauscher wirken können, das hat wohl niemand erwartet. Dort, wo die ältere Ozeankruste weitläufig von isolierenden Sedimenten bedeckt sind, sind es vielleicht die bares, die Löcher in dem Tischtuch, die für die nachhaltige Abkühlung der Kruste verantwortlich sind.
Am offensichtlichsten ist dieser Wärmetausch im Bereich der mittelozeanischen Rücken, dort, wo das Magma direkt im Wasser abgeschreckt wird, und wo entlang der Flanken kaltes Wasser in die klüftigen Gesteine eindringt, sich erhitzt und etwa in Gestalt der Schwarzen Raucher wieder aus dem Untergrund schießt.
Doch der größte Teil der Wärme geht verloren, wenn diese Magmen längst zu neuer Ozeankruste erstarrt sind. Allerdings haben sich nach einigen Millionen Jahren hunderte Meter dicke und äußerst undurchlässige Sedimentschichten gebildet, in denen das Meerwasser nicht zirkulieren kann. Seit langem rätseln Forscher daher, wie hier der Wärmetausch vonstatten geht.
Doch die Sedimente der Tiefsee sind kein Tischtuch auf ebenem Untergrund. Die unterliegende Kruste ist vielmehr komplex geformt. Während die isolierenden Sedimente in ihren Tiefen mächtiger sind, fehlen sie auf ihren Höhen mitunter gänzlich, und die blanken Krustengesteine ragen aus dem Meeresgrund heraus.
Forscher aus den USA, aus Deutschland und Kanada haben nun entdeckt, dass solche bares (engl. Synonym für: blanker Fels) einen Kurzschluss zwischen kaltem Meerwasser und warmer Ozeankruste bewerkstelligen können, indem kaltes Wasser durch den einen bare in den Untergrund einströmt und viele Kilometer entfernt an einem anderen als heiße Quelle wieder austritt.
Andrew Fisher von der University of California in Santa Cruz und seine Kollegen – darunter auch eine Arbeitsgruppe von der Universität Bremen – hatten von Bord der Forschungsschiffe Sonne und Thomas G. Thompson den Meeresgrund im Bereich des Juan-de-Fuca-Rückens westlich der kanadischen Vancouver Island untersucht und waren dort auf solche bares gestoßen, darunter den kleinen baby bare und – in 50 Kilometern Entfernung – den viel größeren, einige Kilometer weiten grizzly bare.
Chemische Untersuchungen des von baby bare ausgestoßenen, 65 Grad Celsius warmen Wassers zeigten sodann, dass es lange Zeit durch Basalte – also die Gesteine ozeanischer Kruste – geflossen sein musste. Die Forscher konnten sogar sagen, wie lange das Wasser dort unterwegs war: nämlich rund 4300 Jahre.
Es konnte also nicht in der Nähe durch die mächtigen Sedimente in die Tiefe gelangt, sondern musste in größerer Entfernung eingedrungen sein. Zu grizzly bare passten schließlich nicht nur die geochemischen Eigenschaften, sondern auch die Ergebnisse von Computersimulationen.
Die bares sind am Meeresboden nichts Ungewöhnliches. Doch dass sie wie Wärmetauscher wirken können, das hat wohl niemand erwartet. Dort, wo die ältere Ozeankruste weitläufig von isolierenden Sedimenten bedeckt sind, sind es vielleicht die bares, die Löcher in dem Tischtuch, die für die nachhaltige Abkühlung der Kruste verantwortlich sind.
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