Wichtige Information zu den heißen Quellen der Tiefsee, dem Aufbau der Erde, der Geologie des Meeresbodens, dem Leben und der Erforschung der Tiefsee, Technik und Werkzeug zur Erforschung der Tiefsee findest du in der Broschüre Expedition in die Tiefen der Ozeane.

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der blaue Planet

Unsere Erde ist ein warmer Planet, der auf seiner Umlaufbahn um die Sonne durch den eiskalten Weltraum kreist. Im inneren der Erde liegt der superheiße, harte Kern (Temperaturen von 4000 bis 5000 Grad C). Der Mantel darüber umhüllt den Kern. Er ist genauso heiß, aber zähflüssig wie dicker Honig. Nur der äußerste Teil des Mantels und die Hülle der Erde, die Kruste sind hart, gekühlt von den niedrigen Temperaturen im Weltraum. Diese harte Kruste bildet keine geschlossene Schale. Sie ist in viele Teile zerbrochen, die Platten.

Vom Weltraum aus sieht man, dass die Erde ein blauer Planet ist. Wasser bedeckt 71% der Erde, die restlichen 29% sind Land. Eine Weltkarte zeigt dir die 5 großen Kontinente Eurasien, Amerika, Afrika, Australien und die Antarktis und die 3 großen Ozeane Pazifik, Atlantik und Indischen Ozean.

 

 


immer in Bewegung

Der zähflüssige Mantel im Inneren der Erde bewegt sich und bewegt damit die Platten an der Oberfläche. Es gibt dicke Landplatten und dünne Ozeanplatten und Land-Ozeanplatten, die zum Teil dünn sind und vom Meer bedeckt, und zum Teil dick sind und als Land aus dem Meer herausragen.

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Manche Platten stossen aneinander, dann rutscht die schwerere Platte nach unten und wird im Erdmantel wieder aufgeschmolzen (konvergierende Plattenränder).

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Andere Platten wandern auseinander und die dort fehlende Kruste wird durch Material des Erdmantels darunter aufgefüllt. Das passiert in Form von Vulkanausbrüchen (divergente Plattenränder).

Platten können aber auch aneinander vorbeigleiten. Das passiert ruckartig in Form von Erdbeben (transforme Plattenränder).

Da siehst du, dass die Platten der Kruste ganz anders aussehen als die Kontinente und Ozeane.

 

 

Die lange Liste der viele Platten (große, kleine, und ‘winzige’ Platten)

Große Platten:

Eurasische Platte

Afrikanische Platte

Nordamerikanische Platte

Südamerikansiche Platte

Indisch-Australische Platte

Pazifische Platte

Antarktische Platte

 

Kleine Platten:

Arabische Platte

Cocos Platte

Nasca Platte

Karibische Platte

Scotia Platte

Philippinische Platte


3 Dinge zum Merken

1) Schalte das Licht aus

Der größte Teil der Meere ist sehr tief. Dort wo kein Licht mehr hinreicht, beginnt die Tiefsee, der größte Lebensraum auf unserer Erde. Licht dringt je nach Menge an kleinen Schwebstoffen im Wasser nur bis in eine maximale Tiefe von 1000 Metern. Darunter ist es stockfinster.

2. Zieh dich warm an

Der überwiegende Teil dieser dunklen Wassermassen ist auch sehr kalt, gerade einmal 2 Grad C. Während reines Wasser bei 4 Grad C gefriert, liegt der Gefrierpunkt des salzigen Meerwassers niedriger. Nur das Mittelmeer und das Rote Meer sind in Tiefen von 2000 Metern noch warm.

3. Der Druck steigt und steigt

Durch das Gewicht des Wassers darüber, herrscht tief unten auch ein hoher Druck. Während der Druck an der Meeresoberfläche 1 bar beträgt, nimmt er alle 10 Meter nach unten um 1 bar zu. Während Gase dabei zusammengedrückt werden, bleiben Flüssigkeiten und Feststoffe dabei praktisch gleich groß. Ein mit Gas gefüllter Luftballon zum Beispiel ist in 10 Meter Wassertiefe nur mehr halb so groß, in 20 Metern hat er nur mehr ein Viertel seines Volumens. Was glaubst du wie der aussieht in 1000 Metern?


kein Licht - keine Pflanzen

Pflanzen, Algen und manche Bakterien erzeugen ihre eigene Nahrung durch einen Vorgang der Photosynthese heisst. Dazu benötigen sie nur Wasser, das Gas Kohlendioxid und Licht. Mit Hilfe des grünen Pigments Chlorophyll fangen sie das Licht ein. Daraus entstehen Zucker und Stärke, welche die Lebewesen in Energie, aber auch Eiweiß und Fett umwandeln können. So wachsen und vermehren sie sich.

Animals have to eat food produced by others, because they cannot make it themselves; they are heterotrophic. There are also some protozoa and bacteria, who are heterotrophic and therefore need aliment.

Tiere müssen diese Stoffe essen, weil sie sie nicht selbst herstellen können. Diese Form von Stoffwechsel nennt man heterotroph. Auch viele Einzeller und Bakterien sind heterotroph und auf Nahrung angewiesen. Alle Nahrung in der Tiefsee stammt vom Seichtwasser und vom Land. Nur dort gibt es Licht und nur dort können Pflanzen, Algen, und bestimmte Bakterien Photosynthese betreiben. Die große Ausnahme sind die heißen Quellen der Tiefsee! Dort wird Nahrung in Hülle und Fülle produziert. Wie das funktioniert zeigen wir dir weiter unten im Text.

Ein Großteil der Nahrung für Organismen in der Tiefsee schwebt langsam in Form von keinen Schwebstoffen nach unten. Diesen Vorgang nennt man pelagischen Regen. Darauf warten da unten alle sehnsüchtig. Mit der Nahrung regnet es auch winzige Steinchen, die über Jahrmillionen den Tiefseeschlamm gebildet haben. Aber auch Holz und andere Pflanzenteile und große tote Tiere, wie Kadaver von Fischen und Walen gelangen in die Tiefsee. Weil wenig Nahrung in die Tiefsee gelangt, können dort auch nur wenige Tiere leben. Auch sind die meisten Tiere winzig klein, auch wenn sie richtig gruselig aussehen. Füher dachte man, dass in der Tiefsee nur wenige, verschiedene Tierarten leben. Heute weiss man, dass es ganz anders ist. Viele, viele Arten von Bakerien, Einzellen und Tieren leben dort. Der Artenreichtum der Tiefsee ist genauso hoch wie in einem tropischen Regenwald oder an einem Korallenriff. Warum das so ist, darüber rätseln die WissenschafterInnen noch heute.


unser Vulkan

Im Meer gibt es riesige Vulkanketten, welche die Ozeane wie Adern durchziehen. Hast du gewusst, dass diese Vulkangebirgskette mit 56 000 Kilometern die längste der Erde ist? Der Vulkan, den wir besuchen werden liegt auf dem Breitengrad 9 Grad 50’ N und dem Längengrad 104 Grad 17’ W am Ostpazifischen Rücken. Such die Stelle auf einer Weltkarte.

Dort wo Platten auseinanderweichen, liegt der Erdmantel mit Magmakammern dicht an der Oberfläche. Bei einem Vulkanausbruch, einer Eruption, fließt geschmolzenes Gestein, das Magma, durch Spalten aus dem Inneren der Erde. Die Spalten nennt man Dykes. Sie könnnen einige Dezimeter bis 2 Meter im Durchmesser sein. Sobald Magma an die Oberfläche austritt nennt man das flüssige Gestein Lava. Geschmolzenes Gestein, welches an der Erdoberfläche abkühlt, nennt man Vulkanisches Gestein. Der häuftigste Typ von vulkanischem Gestein ist harter, schwarzer Basalt. Basalt ist das dünnflüssigste vulkanische Gestein, hat die höchste Temperatur beim Ausbruch und kann daher auch am schnellsten fließen. Der größte Teil des Ozeanbodens ist Basalt. Meist ist der Basalt von Sanden und Schlammen bedeckt, manchmal nur ein paar Millimeter, manchmal bis zu hunderten von Metern. Nur bei aktiven Vulkanen, die immer wieder ausbrechen, liegt Basalt frei. Je nach Menge, Geschwindigkeit und Art des Austritts von Lava bilden sich unterschiedliche Formen wie Lavasäulen oder Kissenlava. Kissenlava besitzt oft eine glasige glatte Oberfläche, das schwarze Vulkanglas (Obsidian).

 


Achtung Vulkanausbruch!

Ein langerwarteter Vulkanausbruch hat endlich stattgefunden. WissenschaftlerInnen haben schon vor einigen Jahren vorausgesagt, daß der Vulkan im 9 Grad N Quellfeld des Ostpazifischen Rückens aktiv werden wird. Und irgendwann im Frühjahr 2006 hat sich nun diese Vorhersage auf dramatische Weise bestätitgt. Mehrere wichtige Instumente, die Datan für Langzeitstudien sammeln sollten, wurden unter Lava begraben. Gerade der Verlust dieser Geräte hat erst die WissenschaftlerInnen auf den Ausbruch aufmerksam gemacht. Unterstützt von der Amerikanischen Forschungsgesellschaft, machten sich einige WissenschaftlerInnen im Mai 2006 auf den Weg dorthin. Nur wenige Tage blieb ihnen um frische Lava in 2500 Meter Wassertiefe zu fotographieren und wichtige Messungen zu machen.


Vulkan vor dem Ausbruch

Die gesammelte Information wurde an die Weltöffentlichkeit weitergegeben und führte zu einer Expedition im Juni 2006, diesmal mit dem U-Boot Alvin. Zum ersten Mal konnten WissenschaftlerInnen mit wenigen Tauchgängen die Auswirkungen kurz nach einem massiven Vulkanausbruch verfolgen. Der seit langem bekannte Krater des Vulkans hat sein Aussehen vollkommen verändert. Alte heiße und und warme Quellen waren verschwunden und an anderen Stellen wieder durch die Erdkruste durchgebrochen. Alles Leben dort wurde zerstört. Nur wenige vagile (frei bewegliche) Organismen wie Krabben waren schon wieder zu finden.

 


 

Die 4 Zeichen eines Vulkanausbruchs im Meer

Wenn Magma, geschmolzenes Gestein sich in der Erdkruste bewegt, können Flüssigkeiten in der Erdkruste bestehend aus verschiedenen Chemikalien und auch Mikroben, die dort leben, am Meeresboden ausgestoßen werden. Dadurch kann sich das darüberliegenden Meerwasser verändern:

1. Das Meerwasser kann wärmer als übliche 2 Grad Celcius sein.

2. Die chemische Zusammensetzung des Meerwassers kann verändert sein.

3. Das Meerwasser kann mehr Partikel als üblich enthalten.

4. Spezielle Mikroben, die wir aus der Erdkruste kennen, können im Meerwasser gefunden werden.

Die gesammelte Information wird uns in Zukunft helfen verstehen zu lernen, wann und wie Vulkane ausbrechen und welche Rolle diese für den Aufbau des Ozeanbodens, des Meerwassers, der heißen Quellen und der Tiergemeinschaft dieses einzigartigen Lebensraumes spielen. Unsere Expedition im Oktober 2006 ist die erste lange Forschungsreise zu diesem Vulkan. Wir werden mit 16 Tauchgängen die Möglichkeit haben, besonders die Besiedlung von Tieren nach einem Vulkanausbruch eingehend zu studieren.

 


 

Hot and poisonous- deep - sea vents

Heiße Quellen sind dort wo Vulkane sind.

Meerwasser (1) dringt durch Spalten und Ritzen tief in die Erdkruste ein (2) und wird sehr heiß (3). Aus dem Gestein lösen sich Metalle und Schwefelwasserstoff. Die Thermalflüssigkeit steigt nach oben und sprudelt als heiße Quelle aus dem Gestein (4). Beim Austritt vermischt sich die heiße Thermalflüssigkeit mit Temperaturen bis zu 350 Grad C mit kaltem Meerwasser (5). Dabei kommt es zur Ausfällung von Gips und Metallsulfiden, darunter Eisensulfid (Pyrid oder Katzengold). Es bilden sich Schlote und "Rauch" (austretende Thermalflüssigkeit mit schwarzen Ausfällungen).

Schwefelwasserstoff in den Quellen

Für die meisten Lebewesen ist das Gas Schwefelwasserstoff giftig. Auch für uns Menschen. Unser Geruchsinn nimmt dieses Gift schon in ganz geringen Mengen wahr und warnt uns. Es ist der Gestank von faulen Eiern.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       

                               Heiße Quellen Schlot mit schwarzem Rauch                                            Teil eines Schlotes

 

Vermischt sich Thermalflüssigkeit schon im Innern der Erdkruste mit Meerwasser, so sprudelt warme Thermalflüssigkeit aus dem Basalt. Hier leben die meisten Tiere der Hydrothermalquellen.

                       

                                         Riesenröhrenwürmer                                                                               Muscheln


die Erfindung der heißen Quellen

Es gibt viele verschiedene Bakterien an den heißen und warmen Quellen. Viele davon können Nahrung produzieren in dem sie Chemosynthese betreiben. Dazu verwenden sie zum Beispiel den giftigen Schwefelwasserstoff der Quellen und den Sauerstoff des umgebenden Meerwassers und oxidieren den Schwefelwasserstoff. Sauerstoff wird dabei reduziert. Viel Energie entsteht bei diesem Vorgang. Diese Energie wird verwendet um aus anorganischem Kohlendioxid organischen Kohlenstoff, also Nahrung herzustellen. Das ist also das gleiche Prinzip wie bei der Photosynthese die die Pflanzen anwenden, nur das die Bakterien nicht die Engergie des Sonnenlichts verwenden, sondern die Energie von chemischen Verbindungen.

 


Tiere der Hydrothermalquellen

Nicht viele Tiere haben es geschafft an den Hydrothermalquellen zu leben. Meist sind es Spezialisten, die Temperaturschwankungen gut aushalten können und das Gift Schwefelwasserstoff auf verschiedene Weise unschädlich machen können.

 

 

Weltweit wurden bis heute etwa 550 Tierarten an den Hydrothermalquellen gefunden. In unserem Quellfeld 9 Grad N sind aber viel weniger Arten zu finden, oder besser gesagt, waren bis vor kurzem viel weniger Arten anzutreffen. Im Moment sieht es ja eher traurig aus. Aber keine Sorge, solche Quellen, so weiß man, werden doch relativ schnell wieder besiedelt. Wir werden in Kürze sehen, welche Arten schon wieder dort sind.

 

 

Hier sind einige Tiere von 9 Grad N:

 

Wissenschaftlicher Name: Thalassomonhystera fisheri

Tierstamm: Fadenwürmer

Tierklasse: marine Fadenwürmer

Größe: 0,7mm (=700µm)

Merkmale: winze Mundhöhle

Heimat: Pacifik

Info: gehört zur sogenannten Meiofauna (Tieren die kleiner sind als 1 mm); Bakterienfresser; lebt in Ansammlungen von Riesenröhrenwürmern und Muscheln; pro 10 cm2 zwischen 10 und 100 Tiere.

 


Pompeiwurm

Wissenschaftlicher Name: Alvinella pompejana

Tierstamm: Ringelwürmer

Tierklasse: Borstenwürmer

Größe: 17 cm

Merkmale: lebt in Röhre

Heimat: Pazifik

Info: lebt in Symbiose mit Bakterien; lebt in Röhren und kann sich kühleres Meerwasser zufächeln; dennoch, dieser Wurm gilt als das "heißsteste" Tier unserer Erde; es wurden Temperaturen um 80° Celsius bei seinen Tentakeln gemessen.

 


Thermalquellen-Tintenfisch

Wissenschaftlicher Name: Vulcanoctopus hydrothermalis

Tierstamm: Weichtiere

Tierklasse: Kopffüsser

Größe: 23 cm

Merkmale: kein Tintensack, Augen nicht funktionsfähig

Heimat: Pazifik

Info: Räuber

 


Thermalquellen-Aalmutter

Wissenschaftlicher Name: Thermarces cerebus

Tierstamm: Wirbeltiere

Tierklasse: Fische

Größe: 37 cm

Merkmale: träge

Heimat: Pazifik

Info: Räuber, frißt kleine Wirbellose

 


Giant tubeworm

Wissenschaftlicher Name: Riftia pachyptila

Tierstamm: Ringelwürmer

Tierklasse: Borstenwürmer

Größe: 1,5 m

Merkmale: lebt in Röhre (kann über 2 m lang sein)

Heimat: Pazifik

Info: Symbiose mit Bakterien, die im Inneren des Körpers leben; Hat keine Mundöffnung und keinen Verdauungstrakt

 


Schlotmuschel - der Hausbesitzer

Wissenschaftlicher Name: Bathymodiolus thermophilus

Tierstamm: Weichtiere

Tierklasse: Muscheln

Größe: 20 cm

Merkmale: lebt in Symbiose mit Bakterien und einem Borstenwurm

Heimat: Pazifik

Info: Bakterien leben in Kiemen; ein bis mehrere Birstenwürmer leben als Untermieter zwischen den Schalen im Mantelraum der Muschel

 


Borstenwurm - der Untermieter

Wissenschaftlicher Name: Branchipolynoe symmytila

Tierstamm: Ringelwürmer

Tierklasse: Borstenwürmer

Größe: 5 cm

Merkmale: lebt in Bathymodiolus thermophylus

Heimat: Pazifik

Info: Knabbert an den Kiemern der Muschel und lebt von Abfällen in Mantelraum

 


Entenmuschel

Wissenschaftlicher Name: Neolepas zevinae

Tierstamm: Gliedertiere

Tierklasse: Krebstiere

Größe: 6 cm

Merkmale: Hermaphroditen (sind gleichzeitig Männchen und Weibchen)

Heimat: Pazifik

Info: Strudler; die Füsse sind umgebildet um Nahrung aus der Wassersäule zu filtrieren

 


Schlotkrabbe

Wissenschaftlicher Name: Bythograea thermydron

Tierstamm: Gliedertiere

Tierklasse: Krebstiere

Größe: 6 cm

Merkmale: Augen rückgebildet

Heimat: Pazifik

Info: Räuber und Aasfresser, knabbert auch manchmal an den Tentakeln des Reisenröhrenwurms; klettert auch gerne auf Schloten und maschiert durch heißen, schwarzen Rauch, wobei der weiße Panzer dann meist schwarz verfärbt wird


Druchsichtige Schnecke

Wissenschaftlicher Name: Eulepetopsis vitrea

Tierstamm: Weichtiere

Tierklasse: Schnecken

Größe: 1.5 cm

Merkmale: druchsichtige Schale

Heimat: Pazifik

Info: Weidegänger, raspelt mit seiner Radula Bewuchs von der Oberfläche des Basalts oder von Tierröhren