Der Abbau an wichtigen hydrothermalen Quellen könnte Arten an entfernten Standorten gefährden

Die Zerstörung wichtiger hydrothermaler Quellen durch Tiefseebergbau könnte Auswirkungen auf Hunderte von Kilometern entfernte Quellenfelder haben, schlägt ein neues Papier vor, das in veröffentlicht wurde Ökologie und Evolution.

Die Studie, die von Wissenschaftlern des Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) in Zusammenarbeit mit der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) und der University of Victoria, British Columbia, durchgeführt wurde, hat gezeigt, wie unterschiedlich Schlote im Nordwestpazifik sind miteinander verbunden. Die Forschung identifiziert auch Schlüsselöffnungen, die für die Aufrechterhaltung der Konnektivität besonders wichtig sind und die für die Erhaltung priorisiert werden müssen.

„Diese Ergebnisse könnten ein wirksames Instrument darstellen, um politischen Entscheidungsträgern und Bergbauunternehmen bei der Entscheidung zu helfen, welche Standorte vor dem Bergbau geschützt werden sollten“, sagte Otis Brunner, Erstautor und Ph.D. Student in der OIST Marine Biophysics Unit unter der Leitung von Professor Satoshi Mitarai.

Hydrothermalquellen sind extreme Tiefseeumgebungen, die in geologisch aktiven Gebieten auf dem Meeresboden existieren. Diese Öffnungen, die wie Unterwassergeysire sind, spucken heißes, mit Mineralien gefülltes Wasser aus Rissen im Meeresboden. Und trotz der intensiven Hitze und des Drucks wimmelt es in diesen Belüftungssystemen von seltsamem und einzigartigem Leben. Diese Kreaturen um diese Schlote herum, wie Krabben, Garnelen und Würmer, sind alle auf Bakterien angewiesen, die chemische Energie aus dem Schlote nutzen, um Biomasse herzustellen.

Die chemikalienreichen Gewässer, die das Leben erhalten, machen diese Umgebungen auch zu einem attraktiven Ziel für die aufstrebende Industrie des Tiefseebergbaus. Wenn die aus der Erdkruste austretenden Chemikalien auf das kalte Meerwasser treffen, fallen sie aus und bilden auf dem Meeresboden schornsteinartige Ablagerungen, sogenannte Meeresboden-Massivsulfide.

„Diese Schornsteine ​​enthalten eine hohe Qualität und Menge an Gold, Silber, Kupfer und anderen Seltenerdmineralien, die wir brauchen, um unsere technologiehungrige Gesellschaft zu ernähren“, sagte Brunner.

Der Abbau dieser Ressourcen zerstört jedoch die Kreaturen, die auf diesem Schornstein leben, und wirkt sich stark auf die in der Nähe befindlichen Schornsteine ​​innerhalb derselben hydrothermalen Quelle aus.

„Jede hydrothermale Quelle beherbergt oft einige endemische Arten, was bedeutet, dass sie nur dort leben. Wenn Sie also ihr Ökosystem entfernen oder schwer beschädigen, haben Sie nicht nur diese Tiere verloren, sondern Sie haben diese Art vollständig verloren“, sagte Brunner.

Und jetzt zeigt Brunners Forschung, dass die Schäden an den Ökosystemen hydrothermaler Quellen wahrscheinlich auch nicht auf nur eine einzige Quelle beschränkt sind, sondern sich auf andere Quellen auswirken könnten, die Hunderte von Kilometern entfernt sind.

Obwohl Hydrothermalquellen voneinander isoliert zu sein scheinen, können sich viele Arten von Hydrothermalquellen im Larvenstadium tatsächlich von einer Quelle zur anderen ausbreiten, unterstützt durch die Meeresströmungen. Wenn es ihnen gelingt, einen anderen Schlot zu erreichen, und die Bedingungen am neuen Schlot ähnlich sind (Hydrothermalschlote können sich in Tiefe, chemischer Zusammensetzung der Schlotflüssigkeit, Intensität und Wärme erheblich unterscheiden), können sich die Kreaturen niederlassen und zum Erwachsenenalter heranreifen.

Das bedeutet, dass, wenn eine Artenpopulation an einem Hydrothermalschlot ausgelöscht wird, die Population derselben Art an einem anderen Hydrothermalschlot, wohin sich die Larve früher ausbreitete, ebenfalls bedroht ist.

In seiner Studie untersuchte Brunner die Quellen von Quellen in drei Unterregionen des Nordwestpazifiks – dem Okinawa-Trog, dem Izu-Bonin-Bogen und dem Marianen-Trog. Er schloss daraus, wie verbunden jede Entlüftungsstelle mit den anderen war, indem er verglich, wie viele Arten die Entlüftungsstellen gemeinsam hatten.

Durch die Erstellung von Netzwerken aus den Artendaten identifizierten Brunner und seine Kollegen, welche Austrittsstellen innerhalb jeder Subregion als wichtige Knotenpunkte fungieren.

Zwei Quellen, Sakai und North Knoll Iheya Ridge, erwiesen sich als die wichtigsten für die Aufrechterhaltung der Konnektivität in der Subregion Okinawa Trough und sollten für die Erhaltung priorisiert werden.

„Leider befinden sich die Sakai- und North Knoll Iheya-Schlotstellen in der zentralen Region des Okinawa-Trogs, einem Gebiet, das für den Bergbau von besonderem Interesse ist“, sagte Brunner. „Aber jede Störung dieser beiden Standorte hätte besonders starke Auswirkungen auf alle Arten bei hydrothermalen Ereignissen in ganz Japan.“

Für den Izu-Bonin-Bogen und den Marianengraben waren der Nikko-Vulkan und Alice Springs jeweils die wichtigsten Knotenpunkte. An diesen Standorten besteht derzeit kein Interesse am Tiefseebergbau.

Die Studie identifizierte auch Verbindungswege, die sowohl den Okinawa-Trog als auch den Marianengraben mit dem Izu-Bonin-Bogen verbinden. Diese Verbindungen traten jedoch nur bei einer kleinen Anzahl von hydrothermalen Quellen auf, darunter der Daisan-Kume Knoll im Okinawa-Trog, der sich in einem Gebiet von Bergbauinteresse befindet. Die Bergbautätigkeit hier könnte zu einem Zusammenbruch des Netzwerks in der nordwestpazifischen Region führen.

Abschließend seien noch zwei Ausreißer-Quellen erwähnt, die Sumisu-Caldera und der Minami-Ensei-Hügel, die eine geringe Verbindung zu anderen Quellen in der Region aufwiesen. Diese Schlote haben sehr unterschiedliche Merkmale zu anderen Schlote im Nordwestpazifik, mit vielen Kreaturen, die an diesen Orten endemisch sind.

„Der Abbau an diesen Schloten würde andere wahrscheinlich weniger beeinträchtigen, aber es handelt sich um sehr einzigartige und fragile Ökosysteme, die ebenfalls erhalten werden müssen“, sagte Brunner.