Im Prinzip sind die hydrothermalen Schlote nichts anderes als eine Art unterseeischer Geysir: Sie bilden sich dort, wo durch das Aufsteigen glutflüssiger Magma neuer Ozeanboden entsteht - an den mittelozeanischen Rücken. Rund 20 Kubikkilometer "frischer" Meeresboden bildet sich auf diese Weise Jahr für Jahr neu - eine Menge, die ausreicht, um alle Highways der USA mit einer drei Meter dicken Basaltschicht zu bedecken.

Dieser Prozess verläuft jedoch nicht langsam und gleichmäßig, sondern sprunghaft und mit lokal und zeitlich wechselnden Geschwindigkeiten. Als Folge bilden sich Risse im Gestein des frischen Meeresbodens. Durch diese Spalten kann Meerwasser eindringen und sickert in ihnen bis zu 1.500 Meter in die Tiefe. Dort heizt es sich durch den Kontakt mit heißem Fels oder sogar flüssiger Magma auf bis zu 350°C auf. Wegen des enormen Drucks verdampft das Wasser dabei jedoch nicht sondern bleibt flüssig - "superheated" nennen die Wissenschaftler diesen speziellen Zustand.

Hydrothermale Zirkulation © NOAA

Während es durch andere Kanäle und Spalten wieder an die Oberfläche steigt, löst das "überhitzte" Wasser Metalle und Spurenelemente aus dem umliegenden Gestein und nimmt sie mit an die Oberfläche. Das heiße, säurehaltige und salzige Wasser trifft dort auf das nur 2°C kalte, weniger salzhaltige Tiefenwasser des Meeres. Sehr schnell kühlt es auf nur noch knapp 100 °C, an einigen Vents sogar nur noch laue 17°C ab.

Die gelösten Mineralien und Metalle fallen wieder aus und lassen im Laufe der Zeit die hohlen, schornsteinähnlichen Schlote der Raucher wachsen. Bei den Schwarzen Rauchern reagieren Kupfer, Zink und Eisenatome mit Schwefel zu einer Vielzahl von schwefligen Verbindungen, die das austretenden Wasser schwärzlich färben. Inzwischen haben Geologen auch "weiße Raucher" entdeckt, deren Heißwasserfontäne vor allem Barium, Kalzium und Silikat in das umgebende Meerwasser katapultieren.

Durch den ständigen Regen der ausfallenden Mineralien wachsen die Schlote der hydrothermalen Systeme - nach geologischen Maßstäben - geradezu rasant: Bis zu sechs Meter innerhalb eines Jahres legte der Schlot "Godzilla" vor der Küste Oregons zu, bis er, so hoch wie ein 15-stöckiges Gebäude, 1993 schließlich einstürzte.