Tiefsee-Gräben erkunden

Es gibt Orte tief unter den Wellen der Ozeane unseres Planeten, die mysteriös und fast unerforscht bleiben. Einige sind so tief, dass ihr Boden so weit von uns entfernt ist wie der obere Teil unserer Atmosphäre. Diese Regionen werden Tiefseegräben genannt, und wenn sie sich auf einem Kontinent befinden würden, wären sie tief gezackte Canyons. Diese dunklen, einst mysteriösen Canyons stürzen bis zu 11.000 Meter in die Erdkruste. Das ist so tief, dass wenn der Mount Everest am Boden des tiefsten Grabens platziert würde, sein felsiger Gipfel 1,6 Kilometer unter den Wellen des Pazifischen Ozeans liegen würde.

Technisch gesehen sind Tenches lange, schmale Vertiefungen am Meeresboden. Der Hafen bietet fantastische Lebensformen, die an der Oberfläche nicht zu sehen sind, Tiere und Pflanzen, die unter den extremen Bedingungen der Gräben gedeihen. Es war erst in den letzten Jahrzehnten, dass Menschen in Erwägung ziehen konnten, diese Tiefe zu erforschen.

Eine NASA-Kartierungsansicht des Marianengrabens, der den Challenger Deep enthält. NASA 

Warum gibt es Ozeangräben??

Gräben sind Teil der Meeresbodentopologie, die auch Vulkane und Berggipfel enthält, die höher sind als alle auf den Kontinenten. Sie entstehen durch tektonische Plattenbewegungen. Das Studium der Geowissenschaften und der Bewegungen der tektonischen Platten erklärt die Faktoren ihrer Entstehung sowie die Erdbeben und Vulkanausbrüche, die sowohl unter Wasser als auch an Land auftreten.

Tiefe Gesteinsschichten reiten auf der geschmolzenen Erdmantelschicht. Während sie dahinschweben, drängen sich diese "Platten" aneinander. An vielen Orten auf dem Planeten taucht eine Platte unter einer anderen. Die Grenze, an der sie sich treffen, ist dort, wo tiefe Ozeangräben existieren.

Zum Beispiel ist der Marianengraben, der unterhalb des Pazifischen Ozeans in der Nähe der Marianeninselkette und unweit der Küste Japans liegt, das Produkt der sogenannten "Subduktion". Unterhalb des Grabens gleitet die eurasische Platte über eine kleinere, die so genannte philippinische Platte, die im Mantel versinkt und schmilzt. Diese Kombination aus Sinken und Schmelzen bildete den Marianengraben.

Ein kombiniertes Bild der Erdplatten, der Plattengrenzen und der Meeresboden-Kartierung (Bathymetrie genannt). NASA / Goddard Science Visualization Lab.

Gräben finden

Ozeangräben existieren in allen Weltmeeren. Dazu gehören der philippinische Graben, der Tonga-Graben, der Süd-Sandwich-Graben, das Eurasische Becken und Malloy Deep, der Diamantina-Graben, der puertoricanische Graben und der Marianen-Graben. Die meisten (aber nicht alle) stehen in direktem Zusammenhang mit Subduktionsaktionen oder sich auseinanderbewegenden Platten, deren Auftreten Millionen von Jahren in Anspruch nimmt. Zum Beispiel entstand der Diamantina-Graben, als die Antarktis und Australien vor vielen Millionen Jahren auseinander zogen. Diese Aktion riss die Erdoberfläche und die resultierende Bruchzone wurde zum Graben. Die meisten der tiefsten Gräben befinden sich im Pazifik, der über dem sogenannten "Ring of Fire" liegt. Diese Region hat den Namen aufgrund der tektonischen Aktivität, die auch die Bildung von Vulkanausbrüchen tief unter dem Wasser anspornt.

Der Challenger Deep ist Teil des Marianengrabens im Südpazifik. Diese bathymetrische Karte zeigt das tiefe Dunkelblau zusammen mit dem umgebenden Unterwassergelände. NASA / Goddard Visualization Lab 

Der unterste Teil des Marianengrabens heißt Challenger Deep und bildet den südlichsten Teil des Grabens. Es wurde sowohl von Tauchbooten als auch von Überwasserschiffen mit Sonar kartiert (eine Methode, die Schallimpulse vom Meeresboden abprallt und die Zeit misst, die das Signal benötigt, um zurückzukehren). Nicht alle Gräben sind so tief wie die Marianen. Die Zeit scheint ihre Existenz auszulöschen. Das liegt daran, dass die Gräben mit zunehmendem Alter mit Sedimenten auf dem Meeresboden gefüllt sind (Sand, Felsen, Schlamm und tote Kreaturen, die von oben im Meer herabschwimmen). Ältere Abschnitte des Meeresbodens weisen tiefere Gräben auf, was darauf zurückzuführen ist, dass schwerere Gesteine ​​mit der Zeit tendenziell absinken.

Die Tiefen erforschen

Die Tatsache, dass diese Tiefseegräben überhaupt existierten, blieb bis weit in das 20. Jahrhundert hinein ein Geheimnis. Das liegt daran, dass es keine Schiffe gab, die diese Regionen erkunden konnten. Für den Besuch sind spezielle Tauchboote erforderlich. Diese tiefen Ozeanschluchten sind für das menschliche Leben äußerst unwirtlich. Obwohl die Menschen vor der Mitte des letzten Jahrhunderts Tauchglocken in den Ozean sandten, ging keine so tief wie ein Graben. Der Druck des Wassers in diesen Tiefen würde eine Person augenblicklich töten, daher wagte sich niemand in die Tiefen des Marianengrabens, bis ein sicheres Schiff entworfen und getestet wurde.

Das änderte sich 1960, als zwei Männer in einem Bathyscaphe mit dem Namen Triest. 2012 (52 Jahre später) war der Filmemacher und Unterwasserforscher James Cameron (von Titanic Filmruhm) wagte sich in sein Deepsea Challenger Handwerk auf der ersten Solo-Reise auf den Grund des Marianengrabens. Die meisten anderen Tiefseeforscherschiffe, wie z Alvin (betrieben von der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts), tauchen nicht annähernd so weit, können aber dennoch bis zu 3.600 Meter hinunter.

Das seltsame Leben in den tiefen Ozeangräben

Überraschenderweise gedeiht das Leben trotz des hohen Wasserdrucks und der kalten Temperaturen am Boden der Gräben in diesen extremen Umgebungen. Es reicht von winzigen einzelligen Organismen über Röhrenwürmer und andere am Boden wachsende Pflanzen und Tiere bis hin zu einigen sehr seltsam aussehenden Fischen. Außerdem sind die Böden vieler Gräben mit Vulkanschloten gefüllt, die als "schwarze Raucher" bezeichnet werden. Diese leiten kontinuierlich Lava, Wärme und Chemikalien in die Tiefsee. Weit davon entfernt, unwirtlich zu sein, liefern diese Entlüftungsöffnungen dringend benötigte Nährstoffe für Arten von Leben, die als "Extremophile" bezeichnet werden und unter fremden Bedingungen überleben können. 

Zukünftige Erkundung von Tiefseegräben

Da der Meeresboden in diesen Regionen noch weitgehend unerforscht ist, sind Wissenschaftler gespannt darauf, herauszufinden, was "da unten" sonst noch so ist. Die Erkundung der Tiefsee ist jedoch teuer und schwierig, auch wenn die wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Vorteile erheblich sind. Es ist eine Sache, die mit Robotern erkundet werden muss. Aber menschliche Erkundungen (wie Camerons tiefer Tauchgang) sind gefährlich und kostspielig. Zukünftige Erkundungen werden weiterhin (zumindest teilweise) auf Robotersonden beruhen, so wie Planetenforscher auf sie antworten, um ferne Planeten zu erforschen.

Es gibt viele Gründe, die Tiefen des Ozeans weiter zu untersuchen. Sie sind nach wie vor die am wenigsten untersuchten Gebiete der Erde und enthalten möglicherweise Ressourcen, die der Gesundheit der Menschen dienen und ein tieferes Verständnis des Meeresbodens ermöglichen. Fortgesetzte Studien werden Wissenschaftlern auch helfen, die Wirkungen der Plattentektonik zu verstehen und neue Lebensformen aufzudecken, die sich in einer der unwirtlichsten Umgebungen der Erde heimisch fühlen.

Quellen

• "Tiefster Teil des Ozeans." Geologie, geology.com/records/deepest-part-of-the-ocean.shtml.
• "Ocean Floor Eigenschaften." Nationale ozeanische und atmosphärische Verwaltung, www.noaa.gov/resource-collections/ocean-floor-features.
• "Ozeangräben." Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI, www.whoi.edu/main/topic/trenches.
• US-Handelsministerium und National Oceanic and Atmospheric Administration. "NOAA Ocean Explorer: Umgebungsgeräusche bei voller Meerestiefe: Abhören auf der Challenger Deep." 2016 Deepwater Exploration der Marianen RSS, 7. März 2016, oceanexplorer.noaa.gov/explorations/16challenger/welcome.html.