KIEL / LONDON (IT BOLTWISE) – Das Forschungsschiff „Sonne“ vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung startet in Vancouver, Kanada, mit Kurs auf den mittelozeanischen Rücken. Ziel ist es, wie Druck- und Wasserstandsänderungen durch den Klimawandel die Aktivität von Vulkanketten in der Tiefsee beeinflussen können, messbar zu dokumentieren. Besonders im Fokus steht der Juan-de-Fuca-Rücken als eine der aktivsten Zonen im Pazifik. Dafür sollen aus über 3.000 Metern Tiefe 25 Meter lange Bohrkerne entnommen und geochemisch bis zu Blei-Isotopen ausgewertet werden.
In der Tiefsee laufen Prozesse, die für unser Klima oft „unsichtbar“ bleiben, aber dennoch direkt mit ihr gekoppelt sein können. Weltweit ziehen sich Vulkanketten durch den Ozeanboden; die Aktivität dieser Strukturen schwankt, weil sich der Druck im Meer ändert und damit Bedingungen an der Schnittstelle zwischen Erdkruste und Wassersäule neu austariert werden. Genau an diesem Punkt setzt die aktuelle Expedition an: Das Forschungsschiff „Sonne“ des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung bricht am 7. August 2026 in Vancouver, Kanada, auf und steuert den mittelozeanischen Rücken an, um Veränderungen der Vulkanaktivität systematisch zu erfassen.
Der technische Kern der Fragestellung ist dabei relativ klar: Wenn sich der Meeresspiegel verändert, verschiebt sich nicht nur das Bild an der Oberfläche, sondern auch der hydrostatische Druck in der Tiefe. Laut Angaben der Forschenden hob und senkte sich der weltweite Meeresspiegel in den letzten 1,5 Millionen Jahren in einem Bereich von 130 m. Für die kommenden zwei Jahrhunderte wird worst case ein Anstieg um bis zu 15 m in Aussicht gestellt; daraus folgt eine Druckzunahme am Meeresboden von bis zu 150 Kilopascal (1,5 bar). Solche Unterschiede mögen auf den ersten Blick klein wirken, sind aber gerade in Bereichen mit Magmaaufstieg und in der Wechselwirkung von Fluiden und Gestein relevant.
Für die Untersuchungen wählen die Forschenden eine Region, in der tektonische Dynamik und geologische Aktivität eng zusammenkommen. Im Umfeld des Juan-de-Fuca-Rückens driften die pazifische Platte und die Juan-de-Fuca-Platte mit 5 bis 6 cm pro Jahr auseinander. Die Spalte erreicht in ihrer Tiefe mehr als 3.000 m und ist dort bis zu 50 m breit sowie 10 m tief. Diese Geometrie macht die Zone für gezielte Bohrungen interessant, weil sich Vulkanismus und hydrothermale Prozesse in Gesteinsmaterial und in messbaren Signaturen über Zeit ablesen lassen.
Praktisch bedeutet das: Aus dem Untergrund sollen 25 m lange Bohrkerne entnommen werden, um die jüngste geologische Phase der Erdgeschichte zu dokumentieren. In den Proben erwarten die Forschenden vulkanisches Glas aus früheren Ausbrüchen und Metallverbindungen, die typischerweise aus thermalen Quellen stammen. Entscheidend ist nicht nur, dass diese Materialien existieren, sondern wie ihre Verteilung und chemischen Muster über die Zeit variieren. Um den Zusammenhang zwischen Druckregime, Magmazufuhr und Zeitabschnitten herzustellen, wollen die Forschenden Veränderungen anhand der Verteilung von Blei-Isotopen nachvollziehen.
Wenn sich das Verhältnis der Blei-Isotope zueinander verschiebt, kann das auf unterschiedliche Anteile von Magma hindeuten, die aus dem Erdinneren nach oben gelangten. Damit lassen sich geochemische Zeitreihen wie „Fingerabdrücke“ nutzen, um Perioden stärkerer oder schwächerer Aktivität mit Phasen unterschiedlicher Meereshöhen zu verknüpfen. Gerade weil der Meeresspiegel in der Vergangenheit wiederholt signifikant schwankte, bietet das Archiv der Sedimente und vulkanisch geprägter Materialien eine Möglichkeit, Ursache und Wirkung nicht nur modellhaft zu beschreiben, sondern empirisch aneinanderzureihen.
Auch wenn es in der Expedition zunächst um Vulkanismus in der Tiefsee geht, ist der Bezug zum Klimasystem ausdrücklich Teil des Ziels. Forschungsleiterin Heidrun Kopp betont, dass die Untersuchung zum besseren Verständnis des Zusammenhangs zwischen Ozean und Klima beitragen soll. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Ozeanen als CO2-Puffer: Je aktiver ein mittelozeanischer Rücken ist, desto mehr CO2 kann aus unterirdischen Quellen ins Meerwasser gelangen. Damit greift die Arbeit in einen Bereich hinein, in dem Geochemie nicht nur „Nebeninformation“ ist, sondern den Zustand des Ökosystems Meer mit beeinflussen kann.
Für die Branche der Meeres- und Erdsystemforschung ist das Projekt außerdem ein Beispiel dafür, wie Expeditionsplanung, Bohrtechnik und Analytik zusammenwirken müssen, um Hypothesen zu prüfen. Der Aufwand ist hoch, weil Tiefseebohrungen über große Tiefen und lange Kernlängen präzise gelingen müssen, während die Interpretation im Labor von sauberer Isotopen- und Materialcharakterisierung abhängt. Gleichzeitig ist der Nutzen für zukünftige Modelle plausibel: Wer versteht, wie Druckänderungen Vulkanaktivität modulieren, kann Rückkopplungen im Erdsystem realistischer abbilden. Für Unternehmen und wissenschaftliche Partner heißt das, dass Daten aus solchen Kampagnen künftig stärker als belastbare Referenzpunkte in Klima- und Geowissenschaftsprojekte einfließen können.
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