„unglaublich krass, das gibt’s doch nicht“: riesiges wasserstoffreiches Hydrothermalsystem entdeckt - 100-mal größer als gedacht, Wissenschaftler verblüfft

Die Entdeckung eines massiven wasserstoffreichen hydrothermalen Systems unter dem westlichen Pazifik stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Meeresforschung dar. Wissenschaftler haben dieses System mithilfe des bemannten Unterseeboots Fendouzhe erkundet. Diese Entdeckung bietet neue Einblicke in die Tiefsee-Serpentinisierung, einen Prozess, bei dem eisen- und magnesiumreiche Gesteine chemisch mit Wasser reagieren, um Serpentinmineralien zu bilden und Wasserstoff freizusetzen. Forscher des Instituts für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften betonen die Bedeutung dieses Systems für das Verständnis der inneren Prozesse der Erde und der Bedingungen, die möglicherweise die Entstehung des Lebens begünstigt haben.

Hundertmal größer als die Lost City

Das Kunlun-Hydrothermalfeld, ein tektonisch aktiver Standort etwa 80 Kilometer westlich des Mussau-Grabens auf der Caroline-Platte, umfasst 20 große Meeresboden-Vertiefungen. Einige dieser Vertiefungen überschreiten einen Durchmesser von einem Kilometer und sind wie ein Schwarm von Rohren angeordnet. Diese Strukturen leiten Flüssigkeiten oder Gase aus dem Erdinneren. Das gesamte Gebiet umfasst 11,1 Quadratkilometer und ist somit über hundertmal größer als die Lost City, einem einzigartigen Tiefsee-Hydrothermalfeld auf dem Atlantis-Massiv, einem Abschnitt des Mittelatlantischen Rückens.

Prof. SUN Weidong, der korrespondierende Autor der Studie, betont: „Das Kunlun-System zeichnet sich durch seinen außergewöhnlich hohen Wasserstofffluss, seine Größe und seine einzigartige geologische Lage aus.“ Diese Beobachtungen zeigen, dass die durch Serpentinisierung getriebene Wasserstofferzeugung auch weit entfernt von mittelozeanischen Rücken stattfinden kann, was lang gehegte Annahmen herausfordert.

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Erkundung größerer Krater

Die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass vier der größeren Krater mithilfe des bemannten Fahrzeugs Fendouzhe erkundet wurden. Diese Krater haben steile Wände, die denen von Kimberlit-Pipes ähneln, und sind bis zu 130 Meter tief. In kleineren Gruben am Boden dieser Pipes wurden Ökosysteme beobachtet. Die Wasserstoffkonzentrationen in hydrothermalen Flüssigkeiten wurden mithilfe von in situ Raman-Spektren mit etwa 5,9 bis 6,8 Millimol pro Kilogramm gemessen.

Basierend auf Kartierungen der Entladungsgebiete und der Analyse der Fließgeschwindigkeit wird der jährliche Wasserstofffluss des Kunlun-Feldes auf 4,8 × 10¹¹ Mol/Jahr geschätzt. Dies entspricht mindestens 5 % der globalen abiogenen Wasserstoffproduktion aus allen submarinen Quellen, ein bemerkenswerter Beitrag für ein einzelnes System. Geologische Merkmale deuten darauf hin, dass die hydrothermale Aktivität einer gestuften Entwicklung folgte: Zuerst gasgetriebene Eruptionen, gefolgt von anhaltender hydrothermaler Zirkulation und Mineralablagerung.

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Ökologische Potenziale und evolutionäre Einblicke

Besonders spannend ist das ökologische Potenzial des Systems. Wie Prof. SUN feststellt, wurde eine Vielzahl von Tiefseelebewesen beobachtet, die hier gedeihen, darunter Garnelen, Scherenkrebse, Seeanemonen und Röhrenwürmer. Diese Arten könnten auf chemosynthetische Prozesse angewiesen sein, die durch Wasserstoff angetrieben werden. Die Forscher behaupten, dass diese Entdeckung ein natürliches Labor für die Untersuchung der Verbindungen zwischen Wasserstoffemissionen und der Entstehung primitiven Lebens bietet.

Alkalische, wasserstoffreiche Flüssigkeiten wie die im Kunlun-System sollen die chemische Umgebung der frühen Erde widerspiegeln.

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Das Forschungsteam sieht im Kunlun-Hydrothermalsystem nicht nur eine Erweiterung unseres Wissens über die wasserstoffbasierten Prozesse in der Tiefsee, sondern auch neue Möglichkeiten zur Identifizierung unerschlossener submariner Wasserstoffressourcen.

Forschung und zukünftige Perspektiven

Die Entdeckung des Kunlun-Systems wirft ein neues Licht auf die Dynamik der Erde und die Prozesse, die das Leben auf unserem Planeten beeinflusst haben könnten. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass es noch viele unentdeckte Ressourcen und Prozesse gibt, die in den Tiefen der Ozeane verborgen liegen. Dies eröffnet nicht nur neue Forschungsfelder in der Geowissenschaft, sondern auch in der Biologie und den Umweltwissenschaften.

Der Fund unterstreicht die Bedeutung moderner Technologien, wie der Raman-Spektroskopie, in der Erforschung der Tiefsee. Diese Technologie ermöglicht es, präzise Messungen direkt vor Ort durchzuführen und so ein besseres Verständnis der chemischen und physikalischen Eigenschaften des Meeresbodens zu gewinnen.

Das Kunlun-Hydrothermalsystem könnte ein Schlüssel zum Verständnis der frühen Erde und der Entwicklung des Lebens sein. Welche weiteren Geheimnisse verbergen sich in den unerforschten Tiefen unserer Ozeane?

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