Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Glühende Urgewalten unter dem Eis

09.07.2003


Ergebnisse einer deutsch-amerikanischen Arktis-Expedition zum Gakkelrücken stellen bisherige Vorstellungen über die Bildung neuen Meeresbodens in Frage


Der amerikanische Forschungseisbrecher USCGC Healy und das deutsche Forschungsschiff PSF Polarstern auf Expedition im Arktischen Meer.

Foto: Henry Dick, Woods Hole Oceanographic Institution / NSF


Bergung einer Gesteinsprobe an Bord des deutschen Forschungsschiffs PFS Polarstern.

Foto: Max-Planck-Institut für Chemie



Unter dem Eis der Arktis erstreckt sich ein gewaltiger Gebirgszug, der Gakkel-Rücken, der mit Tälern, die bis zu 5.500 Meter unter die Meeresoberfläche reichen, und Gipfeln in einer Meerestiefe von 600 Metern mächtiger als die Alpen ist. Diese Nahtstelle der Kontinentalverschiebung im Nordpolarmeer und seine Entstehung zu erkunden, war Ziel der internationalen AMORE-Expedition (Arctic Mid-Ocean Ridge Expedition) mit dem US-amerikanischen Forschungseisbrecher "USCGC Healy" und der deutschen "PFS Polarstern", an der auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie beteiligt waren. Entgegen ihren Erwartungen eines "anämischen" Vulkanismus fanden die Forscher überraschend starke magmatische Aktivität im Ost- und Westteil des Gebirgsrückens sowie hydrothermale Quellen, die zu den stärksten an mittelozeanischen Rücken gehören. Vor allem aber zeigen die Ergebnisse dieser Expedition, wie wichtig es ist, wissenschaftliche Modellvorstellungen durch die kontinuierliche Erforschung von Struktur, chemischen Prozessen und Verhalten unseres Planeten zu überprüfen (Nature, 26. Juni 2003).



Der Gakkel-Rücken erstreckt sich unter dem Arktischen Meer über 1.800 Kilometer vom Norden Grönlands bis nach Sibirien. Er ist der nördlichste Ausläufer des mittelozeanischen Rückensystems, jener gewaltigen 75.000 Kilometer langen vulkanischen Gebirgskette unter dem Meer, in der durch aufsteigendes Magma neuer Meeresboden, ozeanische Kruste, entsteht. Der Gakkel-Rücken ist für Geowissenschaftler besonders interessant, weil er mit einem Zentimeter pro Jahr der sich am langsamsten spreizende Ozeanrücken auf der Erde ist, 20 Mal langsamer als beispielsweise der wesentlich besser erforschte Ostpazifische Rücken. Die Erforschung dieser langsamen Spreizung verspricht eine Reihe von geologischen Effekten, die Aufschluß über die Bildung der gesamten ozeanischen Kruste ermöglichen sollten.

Die Wissenschaftler erwarteten deshalb am Gakkel-Rücken einen Vulkanismus, der mit der Geschwindigkeit der Spreizung der Platten abnimmt, und keine bzw. allenfalls eine geringe hydrothermale Aktivität. Tatsächlich aber fanden sie eine sehr starke Vulkanaktivität. "Wir hatten erwartet, dass der Magmatismus von Westen nach Osten stetig abnimmt und schließlich ganz aufhört. Stattdessen war die Magmaproduktion im mittleren Bereich des Rückens völlig erloschen, um dann weiter nach Osten wieder dramatisch anzusteigen," sagt Dr. Jonathan Snow, Leiter der Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, die für die petrologischen und geochemischen Untersuchungen der gefundenen Gesteinsproben zuständig war.

Auch heiße Quellen kommen im Gebiet des Gakkel-Rückens viel häufiger vor als erwartet. "Wir gingen von einem hydrothermal toten Rücken aus," so Snow, "aber jedes Mal, wenn wir unser Messinstrument aus dem Meer zogen, gab es Hinweise auf hydrothermische Aktivität, und einmal sahen wir sogar eine aktive heiße Quelle auf dem Meeresboden." Die Biologen, die an der Expedition teilnahmen, sind der Meinung, primitive Lebensgemeinschaften könnten an den heißen Quellen über lange Zeit von jeder Verbindung zu anderen Teilen der Weltmeere ausgeschlossen gewesen sein und deshalb möglicherweise archaische Formen konserviert haben.

Die zentrale Region des Gakkel-Rückens ist mit ihrer fehlenden magmatischen Aktivität einzigartig im mittelozeanischen Rückensystem: Hier ist keinerlei vulkanische Kruste vorhanden. Die Wissenschaftler konnten Gesteinsproben sammeln, die direkt aus dem oberen Bereich des Erdmantels stammen. In jedem anderen Teil der Erde ist der Erdmantel von einer Tausende Meter dicken Schicht aus Krustengestein bedeckt. "Ich traute meinen Augen kaum, als ich durch das Mikroskop schaute, sagte Snow, einige dieser Proben sahen aus, als ob sie wie durch einen Zauber geradewegs aus dem oberen Erdmantel gekommen wären, nicht die Spur einer Veränderung durch Meerwasser war zu bemerken."

Die am Gakkel-Rücken gewonnenen Erkenntnisse führen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass nicht allein die Spreizungsgeschwindigkeit maßgeblich für die vulkanische Aktivität in einem Gebiet ist. Vielmehr sind andere Faktoren, wie die chemische Zusammensetzung oder die Temperatur des Mantelgesteins in der Tiefe ebenfalls wichtig für das Verständnis der Entwicklung und Eigenschaften ozeanischer Rücken.

Weitere Informationen:

Max-Planck-Institut für Chemie
PD Dr. Jonathan Snow
Tel.: 06131 - 305-202
Fax.: 06131 - 371-051
E-Mail: jesnow@mpch-mainz.mpg.de

Dr. Jonathan Snow | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.maxplanck.de/instituteProjekteEinrichtungen/institutsauswahl/chemie/index.html

Weitere Berichte zu: Erdmantel Gakkel-Rücken Kruste Meeresboden

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät
21.09.2017 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Der Salzwasser-Wächter auf der Darßer Schwelle
19.09.2017 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops