Viele Leute können etwas nur beschreiben, wenn sie es betrachten. Geophysiker hingegen müssen etwas beschreiben, ohne es jemals zu sehen, indem sie verschiedene physikalische Merkmale des Materials wie z. B. seine akustischen Eigenschaften messen. Ich als Geophysiker werde während dieses Abschnitts M76-3b für die Betreuung einiger akustischer Systeme wie den Echosounder und das Parasound-System zuständig sein. Was für Informationen bekommen wir von diesen Messsystemen?

	Visualisierung des Meeresbodens mit dem Multibeam-Echosounder © MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen

Der Multibeam-Echosounder dient dazu, eine Echtzeit-Visualisierung des Meeresbodens zu bekommen. Der Parasound hingegen liefert uns Informationen über die Sedimente unterhalb des Meeresbodens und erlaubt es uns Geophysikern, verschiedene komplexe Untergrundstrukturen zu erkennen. Aber nicht nur das, mit dem Parasound können wir außerdem Gasfahnen in der Wassersäule bis zu einer Tiefe von 4000 Metern oder tiefer erkennen, ist das nicht großartig?

Das erste Mal, als ich eine solche Gasfahne sah, war ich wirklich sehr erstaunt. Es war schwer zu glauben, dass ein so großes und starkes akustisches Signal in der Wassersäule durch winzige Gasbläschen auf ihrem Weg an die Meeresoberfläche erzeugt wird! Das Phänomen dieser Gasaustritte aus dem Meeresboden ist sehr wichtig, da das klimarelevante Methangas, Hauptbestandteil der Gasbläschen, ein sehr aggressives Treibhausgas ist, sobald es die Atmosphäre erreicht.

Die Aufnahme mit dem Parasound-System zeigt eine Gasfahne in der Wassersäule © MPI marine Mikrobiologie

Schallwellen enthüllen Gasvorkommen
Vermutlich wäre nur relativ wenig über diese Gasvorkommen bekannt, wenn sie nicht eine besondere Wirkung auf Schallwellen hätten, die die Forscher zur Erkundung der Meeresböden einsetzen. Durch die geringe Dichte und Schallgeschwindigkeit von Gas im Vergleich zum umgebenden Sediment kommt es zu einem besonders deutlichen Echo, aber auch zu einer Anregung von Schwingungen dieser Gasblasen. Je nach Signaleigenschaften kann sogar die weitere Ausbreitung der seismischen Welle vollkommen unterbunden werden, ein sicherer Hinweise auf Gas in den Porenräumen.

Diese Gase entstehen, wenn organisches Material durch biologische und chemische Prozesse abgebaut wird. Sie sammeln sich zunächst im Wasser gelöst in den Porenräumen der feinkörnigen Sedimente am Meeresboden an und bauen großflächige Reservoire auf. Nur wenn ein Riss – etwa entlang einer Störungsfläche – entsteht, bietet sich ein Aufstiegsweg an, sofern der Überdruck in der Tiefe ausreicht, den Spalt zu öffnen.

Pockennarben am Meeresgrund
Eine erhebliche Menge von Gas, Wasser und wahrscheinlich auch Sediment werden dann meist konzentriert an einer Stelle ausgeworfen. Dabei kommt es zu einer Aufwölbung wie bei einem Vulkan (Schlammvulkan). Danach kann der Meeresboden einsinken und mehrere hundert Meter breite und bis zu 30 Meter tiefe Löcher, sogenannte Pockennarben (engl. pockmarks), hinterlassen.

Sobald diese Senken im Meeresboden und die Gasfahnen identifiziert sind, werden die Spezialisten an Bord der Meteor versuchen, Proben und hochauflösende Aufnahmen zu erhalten von Gashydraten und den verschiedenen Arten biologischer Lebensgemeinschaften, die an diesen Gasaustritten vorkommen.