FS Sonne Ausfahrt SO263, Fidschi-Tonga, 1. – 27. Juni 2018
RV SONNE at the port of Nouméa, New Caledonia. Picture: Nico Fröhberg
Der Inselstaat Tonga im Südwestpazifik liegt in einer der geologisch aktivsten Regionen der Erde, wo auf einer Länge von etwa 3500 Kilometern die Pazifische Lithosphärenplatte mit rund 9 cm/Jahr unter die Australische Platte abtaucht und bis in Tiefen von 600 Kilometern anhand von Erdbeben verfolgt werden kann.
Diese sogenannte Subduktion führt dazu, dass die obere Australische Platte gedehnt und zerrissen wird, wobei es zu verbreitetem Vulkanismus kommt. So ist die Mehrzahl der Inseln von Tonga vulkanischen Ursprungs, aber noch deutlich mehr vulkanische Aktivität findet unter der Meeresoberfläche statt. Der aktive Vulkanismus in dieser Region ist begleitet von der Zirkulation von heißen Lösungen und massiven Entgasungsprozessen von Schwefel- und Kohlendioxid.
Black Smoker along the Kermadec Island Arc, the southern continuation of the Tonga Arc, sampled by ROV QUEST during expedition SO253 in January 2017. Picture: ROV QUEST, Marum, University of Bremen.
Unter der Leitung des Lehrstuhls für Endogene Geodynamik des GeoZentrums Nordbayern der FAU wird das Forschungsschiff SONNE die vulkanischen Prozesse und den Eintrag von Gasen und Metallen in die heißen Lösungen und den Ozean untersuchen.
Die unterschiedlichen Bereiche in der Australischen Platte oberhalb der abgetauchten Pazifischen Platte weisen verschiedene vulkanische Strukturen auf, die offenbar auch von unterschiedlichen Schmelzen aus Tiefen von etwa 100 Kilometern gespeist werden. In dem vom BMBF geförderten Projekt wollen die Forscher die Entstehung dieser Schmelzen untersuchen, um Aussagen über die Aufschmelzprozesse im Erdmantel und die Entwicklung der Erdkruste an solchen Subduktionszonen zu treffen.
In Kooperation mit Kollegen der Universitäten Bremen und Münster, der Jacobs Universität Bremen, des Max-Planck Instituts für Marine Mikrobiologie, des GEOMAR Helmholtz Instituts für Ozeanforschung sowie Wissenschaftlern der Universität von Victoria, Kanada, und der Universität von Hawaii, USA, sollen außerdem die heißen Lösungen und deren Ausfällungen sowie die Faunen der Austrittsstellen der Lösungen untersucht werden. Daraus ergeben sich Hinweise auf die Wechselwirkung zwischen Schmelzen des Erdinneren und des Ozeanwassers, die Bildung von Erzlagerstätten und die biologische und mikrobiologische Aktivität basierend auf den unterschiedlichen heißen Lösungen. Mit Hilfe des Tauchroboters QUEST 4000 des MARUM der Universität Bremen können die Wissenschaftler bis in Tiefen von 4000 Metern Beobachtungen anstellen und Proben nehmen.
Tauchroboter Quest auf RV Meteor vor den Azoren. Foto: Christoph Beier, LEG
Mit dem ROV (Remotely operated vehicule), einem von Bord aus ferngesteuerten, unbemannten Roboter können hochaufgelöste Bilder und Videos vom Meeresgrund gemacht werden. Ausserdem erlauben verschiedene Werkzeuge Gesteinsproben abzubrechen, zu greifen und in einzelne Bergungsgefäße zu legen. Es können biologische Proben, Wasser- und Gasproben genommen werden.
TV-Greifer
Der TV-Greifer hat einen größeren Brocken Lavagestein aus einer Tiefe von 2000 m an Bord gebracht.
Foto: Stefan Krumm, LEG
Der TV-Greifer ist eine hydraulische Baggerschaufel mit integrierter Videokamera. Der TVG wird von einer Winde über Bord gelassen und einige Meter über dem Meeresboden gestoppt. Mit den Bugstrahlrudern wird das Schiff langsam in eine beliebige Richtung gefahren, bis eine zur Probennahme geeignete Stelle gefunden wird. Dann greift der TVG zu und die Proben werden an Bord gebracht.
Kranzwasserschöpfer, CTD
Mit dem CTD können Leitfähigkeit (Conductivity) und WasserTemperatur abhängig von der Wassertiefe (Depth) bestimmt werden. Der Kranzwasserschöpfer gestattet es, aus den entsprechenden Tiefen Wasserproben zu entnehmen, die an Bord oder im Labor auf weitere chemische, isotopische und biologische Parameter untersucht werden können.
Wasserprobennahme an einem CTD
Foto: Marie Heidenreich
Blog
Ab sofort wird hier ein täglich aktualisierter Blog mit Informationen zum Fortschritt der Expedition abrufbar sein.