🌋 Entdeckung einer riesigen Wasserstofffreisetzung in der Tiefsee
Veröffentlicht von Cédric,
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Science Advances
Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Science Advances
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Dieser Fund, der vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) gemacht wurde, eröffnet ein neues Fenster zu den geochemischen Prozessen der Tiefsee. Das Hydrothermalfeld Kunlun, das mit dem bemannten Tauchboot Fendouzhe erkundet wurde, weist außergewöhnliche geologische Eigenschaften auf, die die etablierten Modelle auf den Kopf stellen.
Illustration des Mechanismus hydrothermaler Aktivitäten.
Meerwasser dringt durch tiefe Verwerfungen in den gebogenen Teilen der subduzierenden Karolinischen Platte westlich des Mussau-Grabens in die Lithosphäre ein. Dort reagiert es mit heißen Gesteinen und bildet Serpentinit und Wasserstoff. Die durch Serpentinisierung erzeugten alkalischen Fluide, reich an Wasserstoff, Magnesium und Eisen, steigen entlang von Brüchen auf und lösen kontinuierlich Kalzium aus den umgebenden Gesteinen, was zu einer Anreicherung der hydrothermalen Fluide mit Kalzium führt. Nach ihrem Aufstieg vermischen sich diese Fluide mit der oberflächennahen Zirkulation des Meerwassers und werden am Meeresboden als hydrothermale Entladung freigesetzt.
In der Nähe des Schornsteins verbinden sich bei hohen Temperaturen Kalzium- und Magnesiumionen aus den hydrothermalen Fluiden mit Kohlendioxid aus dem Meerwasser zu Dolomit. In größerer Entfernung vom Schornstein bilden sich unter dem Einfluss der Abkühlung durch das Meerwasser authigene Karbonatgesteine, die hauptsächlich aus Kalzit bestehen, unter normalen Meeresbodentemperaturen. Diese wasserstoffreichen hydrothermalen Fluide sammeln Wasserstoff im Schornstein, nachdem sie am Boden freigesetzt wurden, und fördern so ein chemolithoautotrophes Ökosystem.
Ein unbekannter Riese der Tiefsee
Die Stätte besteht aus zwanzig großen kreisförmigen Vertiefungen. Einige dieser unterseeischen Krater überschreiten einen Kilometer im Durchmesser.
Diese Strukturen bilden ein weitläufiges Netzwerk auf der Karolinischen Platte. Ihre Morphologie erinnert an natürliche Schornsteine, die Fluide aus den Tiefen der Erde kanalisieren.
Das gesamte Gebiet umfasst eine Fläche von 11,1 Quadratkilometern. Diese Ausdehnung übertrifft die des berühmten Lost-City-Feldes im Atlantischen Ozean um das Hundertfache.
Ein wasserstofferzeugender Prozess
Das Phänomen der Serpentinisierung steht im Zentrum dieser Aktivität. Es beinhaltet eine chemische Reaktion zwischen Meerwasser und olivinreichen Mantelgesteinen.
Dieser Prozess erzeugt serpentinische Mineralien und setzt erhebliche Mengen an molekularem Wasserstoff frei. Die Raman-Spektroskopie maß Konzentrationen von bis zu 6,8 Millimol pro Kilogramm in den Fluiden.
Der jährliche Wasserstofffluss wird auf 480 Milliarden Mol geschätzt. Diese Zahl entspricht mindestens fünf Prozent der globalen abiotischen Unterwasserproduktion, ein beeindruckender Beitrag für ein einzelnes System.
Um mehr zu erfahren: Was ist ein Hydrothermalfeld?
Ein Hydrothermalfeld ist eine aktive Zone des Meeresbodens, in der tief erhitztes Wasser austritt. Dieses Wasser stammt aus dem Eindringen von Meerwasser in Risse der Erdkruste. Es erwärmt sich durch Kontakt mit Magma und reichert sich mit Mineralien an. Diese beladenen Fluide steigen dann zur Oberfläche auf.
Diese Systeme bilden Schlote oder Mineralschornsteine mit manchmal komplexen Formen. Die Temperaturen der Fluide können von wenigen Grad bis über 400 °C bei Schwarzen Rauchern variieren. Sie lagern Metall sulfide und andere Mineralien ab, wenn sie mit dem kalten Wasser in Kontakt kommen und ausfallen. Diese Strukturen bilden einzigartige geochemische Archive.
Diese Oasen der Tiefsee beherbergen Ökosysteme, die auf Chemosynthese basieren. Sie beheimaten spezialisiertes mikrobielles und tierisches Leben, unabhängig von Sonnenlicht. Ihre Erforschung beleuchtet die Grenzen des Lebens auf der Erde und möglicherweise anderswo. Sie spielen eine wichtige Rolle in der chemischen Zusammensetzung der Ozeane.