Gesundheit: Kühlwasserkreislauf im Ozeanboden Bremer Geowissenschaftler finden raffinierten Zyklus im Pazifik

Die Natur kann bisweilen erstaunlich wirksame Vorrichtungen entwickeln, um Belastungen auszugleichen. Einem solchen Mechanismus, mit dessen Hilfe die Erdkruste auch unter schwierigen Bedingungen überschüssige Wärme abzugeben vermag, sind jetzt die Bremer Geowissenschaftler Volkhard Spieß, Lars Zühlsdorff und Heinrich Villinger auf die Spur gekommen. Gemeinsam mit US-Forschern entdeckten sie auf dem Pazifik-Boden vor der nordamerikanischen Westküste einen raffinierten Wärmeaustausch. Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind im aktuellen Heft des Fachblatts „Nature“ veröffentlicht.

Wo Druck- und Temperaturunterschiede zu groß werden, bricht die Erdkruste im Normalfall wie bei Vulkanen an Land einfach auf, flüssiges Gestein steigt nach oben. Das geschieht auch am Meeresboden. Dort jedoch erstarrt das Material schnell, dann lagern sich im Verlauf der Jahrhunderte Sedimente ab, die die Wärmeabgabe verringern.

450 Kilometer vor der westkanadischen Küste fanden die Meeresforscher einen anderen Vorgang. Sie hatten mit Hilfe von Schallwellen, die in den Meeresboden eindringen, Erhebungen untersucht, die die Sedimentschicht ringsum teilweise um mehrere Hundert Meter überragen. Diese Berge bestehen aus recht porösem Material. Sie sind daher auch wasserdurchlässig.

Nun war bereits bekannt, dass aus einigen jener Erhebungen rund 65 Grad warmes Wasser aus dem Gestein austritt. An anderen Unterwasserbergen hingegen tritt kaltes Wasser mit einer Temperatur von etwa zwei Grad ein. Es entsteht ein Kühlwasserkreislauf, der von der Erwärmung in Gang gehalten wird.

Ein- und Austrittsstellen sind rund 50 Kilometer voneinander entfernt. Auf diesem Weg nimmt das Wasser aber nicht nur Wärme auf, es löst auch Stoffe aus dem Gestein, zum Beispiel Magnesiumverbindungen. Aus diesen „Mitnahmeeffekten“ konnten die Wissenschaftler überdies die „Reisezeit“ des unterirdischen Stromes herauslesen. Und die dauert außerordentlich lange: für die 50 Kilometer Distanz braucht das Wasser etwa 4300 Jahre. Um den Ursprung dieses Kühlsystems zu erforschen, sind weitere Untersuchungen vorgesehen. Die Wissenschaftler erhoffen sich daraus weitere Erkenntnisse über diesen Part des globalen Wärmehaushalts.

Gideon Heimann