Forscher führen Bohrung am Mittelmeerboden durch Unterwasservulkan als Erzlager - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher führen Bohrung am Mittelmeerboden durch

Unterwasservulkan als Erzlager

Aussetzen des Rockdrill 1 vor Panarea während der Forschungsfahrt M73/2. Im Hintergrund rechts der Vulkan Stromboli. © S. Petersen, IFM-GEOMAR

Ein internationales Forscherteam hat erstmals die Erzvorkommen am Meeresboden nördlich von Sizilien näher untersucht. Mit einem speziellen Bohrer ist es den Wissenschaftlern dabei gelungen, an einem Unterwasservulkan in 630 Meter Wassertiefe Proben von massiven Erzen mit einer Mächtigkeit von mindestens fünf Metern zu gewinnen. Diese enthalten unter anderem Eisen, Kupfer, Zink, Blei und Silber.

Die Expedition unter Leitung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) hatte als Ziel, die Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung, Wasserzirkulation im Meeresboden und Mikroorganismen an warmen Quellen des Tyrrhenischen Meeres zu erforschen. Als Handwerkszeug diente ein Bohrgerät des British Geological Survey. Der „Rockdrill 1“ ist in der Lage, bis zu fünf Meter lange Gesteinsproben am Stück zu erbohren.

Nahtstelle von tektonischen Platten

Das Untersuchungsgebiet liegt zwischen Neapel und Sizilien, direkt an der Grenze zwischen der afrikanischen und der europäischen tektonischen Platte. Hier befinden sich nicht nur die bekannten Vulkane der Region, wie Stromboli oder Vulcano, sondern auch eine Reihe submariner Vulkanstrukturen. An einigen dieser Vulkane treten aufgrund des Kontaktes von heißem Gestein mit Meerwasser Erzvorkommen auf, die bisher kaum untersucht worden sind.

Massivsulfidkern aus einer Tiefe von ca. 3 m unterhalb des Meeresbodens. © S. Petersen, IFM-GEOMAR

„Die Zusammensetzung der Vererzung zeigt uns, dass es im Untergrund heiße, metallreiche Lösungen gab, auch wenn diese heute nicht mehr direkt am Meeresboden austreten“, so Sven Petersen vom IFM-GEOMAR, Fahrtleiter auf dem Forschungsschiff Meteor. In der Umgebung der Austrittstelle finden sich trotzdem ungewöhnliche Lebensgemeinschaften aus Mikroorganismen und höheren Lebewesen, die die notwendigen Nährstoffe – wie Schwefelwasserstoff – aus den aufsteigenden warmen Lösungen beziehen.

„Die bisher bekannten Erzmengen sind viel zu klein, um wirtschaftlich interessant zu sein (nur circa einige zehntausend Tonnen). Allerdings sind wir während unserer Bohrungen nicht an die Grenzen der Vererzung gestoßen, weder zu den Seiten noch in die Tiefe. Es ist also wahrscheinlich, das noch mehr Erz da ist. Allerdings sind weitere Untersuchungen und auch tiefere Bohrungen nötig, um das Potenzial festzustellen.“, erläutert Petersen weiter.

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Wechselwirkung zwischen Magmatismus und Meerwasser

Neben der Erkundung der Erzlager wurden auf dieser Expedition auch weitere sehr interessante Gesteine und Sedimente im Bereich der Inseln Stromboli und Panarea erbohrt, die deutliche Hinweise auf eine Wechselwirkung zwischen Magmatismus und Meerwasser geben. Verschiedenste Mineralbildungen weisen dabei auf komplexe Gesteinsbildungsprozesse im Untergrund hin.

„Beim Kontakt zwischen der heißen Magma und dem Meerwasser kommt es zu intensiven Wechselwirkungen, die die Gesteinzusammensetzung beeinflussen“, erklärt Petersen die Ergebnisse der Meteorfahrt. Und weiter: „Beim Erkalten des Magmas im Untergrund werden heiße Lösungen freigesetzt, die mit den überlagernden Gesteinen chemisch reagieren. Dabei werden die ursprünglichen Minerale in neue umgewandelt. Selbst wenn die Lösungen nicht mehr durch das Gestein zirkulieren, können durch die Untersuchung dieser neuen Minerale Rückschlüsse auf die Bildungsbedingungen gezogen werden.“

(idw – Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, 11.09.2007 – DLO)

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