Die Autoren dieses Blogs sind Teilnehmer zweier Forschungsexpeditionen mit der FS SONNE im Südostatlantik: der Fahrt WALVIS II (SO-233) und der Fahrt SPACES (SO-234-1). Beide Expeditionen haben das Ziel, die Region rund um den Walvis-Rücken zu erkunden, mit leicht unterschiedlichen Ausrichtungen. Dementsprechend gibt es teils Unterschiede, teils Überschneidungen bezüglich der Fahrtteilnehmer.

WALVIS II

Der Schwerpunkt der FS SONNE-Reise SO-233 liegt auf einer systematischen Beprobung des magmatischen Grundgebirges des ca. 1.500 Kilometer langen östlichen Teils des Walvis-Rückens im Südostatlantik. Zusammen mit der sich südöstlich an ihn anschließenden “Guyot-Provinz” verbindet der Walvis-Rücken die Etendeka-Flutbasaltprovinz in Namibia mit dem aktiven Tristan/Gough Hostspot im zentralen Südatlantik. Somit ist er weltweit eine wenigen Hotspotspuren, die direkt mit kontinentalen Flutbasalten verbunden sind. Er wird daher von vielen Wissenschaftlern als “Paradebeispiel” für eine Hotspotspur angesehen, die eine Flutbasaltprovinz, dass heißt das alte, initiale Produkt eines Mantelplumes, mit dem heute über diesen Mantelplume aktiven Hotspot verbindet. Außerdem ist der Walvis-Rücken die atlantische Typlokalität des sogenannten EM-I Mantelendglieds, einer geochemisch angereicherten Komponente im Erdmantel.

Das Forschungsschiff SONNE. Foto: Bernd Grundmann

Vom Walvis-Rücken existieren aber trotz seiner großen Bedeutung für das Verständnis von Hotspotsystemen und der Prozesse im Erdmantel bisher nur sehr wenige Gesteinsproben. Daher ist zum Beispiel bis heute nicht sicher, ob er wirklich durch Hotspotvulkanismus oder doch durch andere Prozesse wie z.B. Vulkanismus an einer Bruchzone in der Erdplatte entstanden ist. Frühere Arbeiten (u.a. Projekt WALVIS I) an den wenigen vorhandenen Proben vom Walvis-Rücken deuten darauf hin, dass er eine Altersprogression aufweist, das heisst die ältesten Gesteine befinden sich an seinem Nordostende nahe der Etendeka-Flutbasaltprovinz und die jüngsten an seinem Südwestende nahe des heutigen Hotspots. Das würde mit dem “klassischen” Hotspotmodell übereinstimmen. Auch lassen diese Arbeiten vermuten, dass die Nordflanke des Walvis-Rückens chemisch anders zusammengesetzt ist als seine Südflanke. Eine solche geochemisch Zonierung würde wichtige Rückschlüsse auf Prozesse im Erdmantel und die Struktur des Mantels zulassen.

Mit dem Projekt SO-233 WALVIS II soll die “Probenlücke” im Etendeka-Walvis-Tritan/Gough-System geschlossen und die früheren Arbeiten überprüft und erweitert werden. Unter anderem soll es damit ermöglicht werden,

(1) die räumliche und zeitliche Entwicklung des Vulkanismus, durch den der Walvis-Rücken gebildet wurde, zu rekonstruieren,
(2) zwischen klassischem Hotspot- oder Bruchzonen-Vulkanismus zu unterscheiden und
(3) die Herkunft sowie zeitliche und räumliche Entwicklung von Schmelzbedingungen und Quellkomponenten, insbesondere des EM-I Mantelendgliedes und die Zonierung von Mantelplumes einzugrenzen.

Begleitend zu den Basementbeprobungen werden auf SO-233 biologische Beprobungen vom Museum für Naturkunde Berlin durchgeführt, um die Biodiversität benthischer wirbelloser Tiere im Südostatlantik besser zu erfassen.

Beteiligt an der Fahrt sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, des Museums für Naturkunde Berlin und des Geological Survey of Namibia. Weiterhin gibt es im Rahmen des Projektes WALVIS II Kooperationen mit der der University of Oregon, Corvallis, USA, des Lamont Earth Observatory, USA, der Texas A&M University, USA und der University of Cape Town, Südafrika.

Fahrtleiter ist Professor Kaj Hoernle vom GEOMAR.

Weitere Informationen zur Expedition finden Sie unter http://www.geomar.de/e322515

SPACES (Science for the Assessment of Complex Earth System Processes):

Die Ausfahrt SO-234/1 SPACES findet am östlichsten Teil des Walfischrückens statt und knüpft somit räumlich direkt an die vorherige Ausfahrt SO-233 WALVIS II an.

Auch inhaltlich werden die geologischen Arbeiten der vorherigen Reise fortgeführt und die Probennahme in dem neuen Gebiet fortgesetzt. Zusätzlich werden die Arbeiten jedoch um biologische Untersuchungen an Tiefseefischen erweitert.

Die Routen der Ausfahrten WALVIS II (SO-233) und SPACES (SO-234/1) vor der Küste Südafrikas und Namibias. Grafik: Reinhard Werner, GEOMAR

Tiefseefische üben mit ihrem oft skurrilen Äußeren von jeher eine große Faszination auf den Menschen aus. Für die Forscher auf der Sonne sind insbesondere ihre Augen von Interesse. Die meisten Tiere der Tiefsee haben auffällige oder große Augen. Diese weisen darauf hin, dass visuelle Orientierung oder auch Kommunikation eine wichtige Rolle in ihrem Verhalten spielen. In 200 m Wassertiefe erreicht jedoch nur 1% der Sonneneinstrahlung ihren Lebensraum, unter 1000 m fehlt das Sonnenlicht vollständig. Die Mehrheit der Tiere in der Tiefsee setzt deshalb auf Biolumineszenz (biologisch erzeugtes Licht), die in der Regel durch Bakterien in speziellen Leuchtorganen erzeugt wird. Wie genau die Augen der Tiefseeorganismen an die so sehr besonderen Lichtverhältnisse angepasst sind, möchten die Forscher anhand der auf der Ausfahrt gesammelten Organismen klären.

SO-234/1 ist eine Ausbildungsfahrt für Studenten aus dem südlichen Afrika und Deutschland und wird im Rahmen von SPACES (Science for the Assessment of Complex Earth System Processes) durchgeführt, einem Kooperationsprojekt, das von den jeweiligen Ministerien von Namibia, Südafrika, Angola und Deutschland initiiert wurde. Teilnehmen werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland, England, Saudiarabien und Australien sowie 10 Studenten aus Südafrika, Namibia und Deutschland.  Die Arbeiten finden unter Federführung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel (Geologie) und der Universität Tübingen (Biologie) statt.

Fahrtleiter ist Dr. Reinhard Werner vom GEOMAR.