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Wenn heiße Lavaströme auf kaltes Meereswasser treffen, entstehen typische kissenartige Formen, die man deswegen auch Pillow Lava nennt. Hier sind diese mit Tiefsee-Sedimenten bedeckt. Foto: GEOMAR
Das Wasser verursacht eine sofortige Abkühlung der austretenden Lava, es bildet sich eine äußere Kruste. Wenn die heiße Lava im Inneren des Kissens weiterströmt, kommt es auch zu Rissen an der Kruste. Foto: GEOMAR
Durch vulkanische Aktivität erhitztes Seewasser kann Sulfide aus der erstarrten Lava herauslösen. Foto: GEOMAR

Unterwasservulkane bieten Einblicke in die Vergangenheit und Zukunft der Erde

Expedition mit FS POSEIDON zum Nord-Kolbeinsey-Rücken liefert faszinierende Bilder vom Meeresboden

Die mittelozeanischen Rücken bilden das größte vulkanische System unseres Planeten. Entlang der gewaltigen Unterwasserberge dringt heißes Material aus dem Erdinneren bis zum Meeresboden vor, bildet neue Erdkruste und drückt die tektonischen Platten auseinander. Nach neuesten Erkenntnissen verdanken rund 70 Prozent der Kruste ihre Existenz diesen Prozessen. Die Lage der Vulkane in oft mehreren tausend Metern Wassertiefe erschwert jedoch detaillierte Untersuchungen. So ist bisher kaum bekannt, wie oft die Vulkane im Meer ausbrechen und wie groß die Ausbrüche sind.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der GEOMAR-Forschungseinheit „Magmatische und Hydrothermale Systeme“ versuchen, das zu ändern. „Es ist wichtig, diese Prozesse genauer zu verstehen. Nur dann können wir die Entwicklung der Erde nachvollziehen und abschätzen, was uns in Zukunft erwartet“, sagt Vulkanologin Dr. Isobel Yeo. Sie geht davon aus, dass die magmatischen Aktivitäten am Meeresboden nicht beständig und gleichmäßige ablaufen, sondern dass es in gewissen Abständen immer wieder zu gewaltigen Eruptionen kommt. „Diese Ausbrüche sind wahrscheinlich viele Male größer als die des Eyjafjallajökull oder des Bárðarbunga, die wir vor kurzem auf Island gesehen haben“, sagt die Forscherin.
Im Juli dieses Jahres besuchte die Arbeitsgruppe mit dem Forschungsschiff POSEIDON einen Abschnitt des mittelatlantischen Rückens nördlich von Island, densogenannten Nord-Kolbeinsey-Rücken. Schon 2012 hatte das Team dort Lavaströme am Meeresboden mit dem Autonomen Unterwasserfahrzeug AUV ABYSS kartiert. „Wir konnten die Eruptions-Spuren damals mit einer neuen, am GEOMAR entwickelten Methode sogar datieren. Bilder hatten wir aber noch nicht“, erklärt Dr. Yeo. Während der diesjährigen Expedition untersuchte das Team einen Unterwasserberg, der unter dem Namen Eggvin-Bank bekannt ist. Sein Gipfel erhebt sich bis 20 Meter unter die Wasseroberfläche.

„Es war unglaublich, die erkalteten Lavaströme plötzlich so detailliert sehen zu können“ (Isobel Yeo)

Höchstwahrscheinlich war er in den vergangenen 100 Jahren vulkanisch aktiv. Für die Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler den Unterwasserroboter ROV PHOCA mit einem speziellen, ebenfalls am GEOMAR entwickelten Kamerasystem. Dieses „Deep Survey Cam System“ erlaubt eine extrem hoch aufgelöste Abbildung des Meeresbodens. „Es war unglaublich, die erkalteten Lavaströme plötzlich so detailliert sehen zu können“, erinnert sich Dr. Yeo an die Momente, als PHOCA die ersten Bilder zur POSEIDON übermittelte, „in Wirklichkeit sind die Strukturen viel komplizierter als wir ursprünglich dachten. Wir haben auch Hinweise auf hydrothermale Aktivität gefunden, also Stellen, an denen Flüssigkeiten aus dem Meeresboden quellen, die im Untergrund vom Vulkanismus stark erhitzt worden waren“. Nach der Fahrt wird das Team aus den Aufnahmen mit Hilfe der Photogrammetrie ein millimetergenaues digitales 3D-Modell des Meeresbodens an der Eggvin-Bank erstellen. So kann es auch später noch die Strukturen und das Alter des Meeresbodens präzise studieren. „So groß, wie die vulkanischen Aktivitäten dort sind, wird aus der Eggvin-Bank in wenigen Jahrhunderten wohl eine neue Insel“, sagt Dr. Yeo. Auf die Vulkanologen warten jedenfalls noch viele spannende Entdeckungen.

Wenn heiße Lavaströme auf kaltes Meereswasser treffen, entstehen typische kissenartige Formen, die man deswegen auch Pillow Lava nennt. Hier sind diese mit Tiefsee-Sedimenten bedeckt. Foto: GEOMAR
Wenn heiße Lavaströme auf kaltes Meereswasser treffen, entstehen typische kissenartige Formen, die man deswegen auch Pillow Lava nennt. Hier sind diese mit Tiefsee-Sedimenten bedeckt. Foto: GEOMAR
Das Wasser verursacht eine sofortige Abkühlung der austretenden Lava, es bildet sich eine äußere Kruste. Wenn die heiße Lava im Inneren des Kissens weiterströmt, kommt es auch zu Rissen an der Kruste. Foto: GEOMAR
Das Wasser verursacht eine sofortige Abkühlung der austretenden Lava, es bildet sich eine äußere Kruste. Wenn die heiße Lava im Inneren des Kissens weiterströmt, kommt es auch zu Rissen an der Kruste. Foto: GEOMAR
Durch vulkanische Aktivität erhitztes Seewasser kann Sulfide aus der erstarrten Lava herauslösen. Foto: GEOMAR
Durch vulkanische Aktivität erhitztes Seewasser kann Sulfide aus der erstarrten Lava herauslösen. Foto: GEOMAR
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