Untersuchungen zeigen, dass sich am Boden von Tiefseegräben unverhältnismäßig viel Kohlenstoff ansammelt

Die Tiefseegräben der Erde gehören zu den am wenigsten erforschten Orten der Erde – da sie sehr schwer zugänglich sind, stockfinster sind und der Druck extrem hoch ist. Es ist daher schwierig, Proben zu nehmen und die Prozesse, die den Umsatz von organischem Material in der Tiefe regulieren, zuverlässig zu messen.

In den letzten Jahren haben Forscher des Dänischen Zentrums für Hadalforschung (HADAL) an der Universität Süddänemark jedoch eine Reihe von Expeditionen zu Tiefseegräben durchgeführt.

Sie haben ausgeklügelte Unterwasserroboter entwickelt und eingesetzt und in mehreren veröffentlichten Studien gezeigt, dass sich in den steilen Tiefseegräben verschiedene Materialien ansammeln, darunter organischer Kohlenstoff, der am Boden der Gräben landet.

Der Boden eines Tiefseegrabens kann daher ein regelrechter Ablagerungs-Hotspot für mikrobielle Lebensformen sein, die das Material umwandeln.

Kohlenstoff sammelt sich in den Gräben

In drei aktuellen Studien berichten die Forscher, dass sich schwer abbaubarer organischer Kohlenstoff, darunter sogenannter schwarzer Kohlenstoff, in großen Mengen am Boden der Gräben ansammelt.

Ruß besteht aus Partikeln, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen, Holz und Wäldern entstehen; Aktivitäten, die ebenfalls zur Freisetzung von CO2 führen. Das Vorkommen von Ruß ist somit ein Indikator für das Ausmaß der fossilen Verbrennung. Auch die Partikel selbst können zur Erwärmung beitragen, da sie durch Wind und Wetter in eisbedeckte Gebiete, zB Polarregionen, getragen werden, wo sie sich auf Eis und Schnee ablagern, die Wärmeaufnahme und damit das Schmelzen erhöhen.

„Und jetzt sehen wir, dass große Mengen Ruß am Boden von Tiefseegräben landen“, sagt Ronnie N. Glud, Professor und Leiter des dänischen Zentrums für Hadal-Forschung.

Proben aus mehr als sechs Kilometern Tiefe

Konkret hat das Forschungsteam berechnet, dass jedes Jahr zwischen 500.000 und 1.500.000 Tonnen Ruß in der Hadal-Tiefsee gespeichert werden; das ist der Teil des Meeresbodens, der in einer Tiefe von mehr als sechs Kilometern liegt.

Im Vergleich dazu werden jährlich 6.600.000 bis 7.200.000 Tonnen Ruß aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe emittiert.

Die Forscher stützen ihre Berechnungen auf Sedimentproben, die sie aus verschiedenen Tiefseegräben entnommen haben, die über sechs Kilometer tief sind und damit zum Reich der Hadal gehören. Die Hadalzone bedeckt 1 % des Meeresbodens.

In der Tiefe lagern sich nicht nur unverhältnismäßig große Mengen Ruß ab; Dasselbe gilt für andere widerstandsfähige, schwer abbaubare Kohlenstoffe. Tatsächlich zeigen die Studien, dass jeder Quadratmeter in den zentralen Teilen eines Tiefseegrabens im Vergleich zur Tiefsee im Allgemeinen 70-mal mehr widerstandsfähigen Kohlenstoff verbirgt.

„Obwohl die Hadalzone nur einen sehr kleinen Teil des Meeresbodens ausmacht, wird hier ungleich mehr Kohlenstoff gespeichert als in der Tiefsee allgemein“, sagt Ronnie N. Glud. „Trotz der Tatsache, dass die tiefen Gräben einen relativ hohen mikrobiellen Umsatz aufweisen, sind die Hadalzone und die Tiefseegräben übersehene Speicher von gespeichertem Kohlenstoff und stellen somit ein Stück des globalen Kohlenstoffkreislaufs dar und wirken der CO2-Anreicherungsrate entgegen in der Atmosphäre.“

Woher der Gehalt an abgelagertem Kohlenstoff in den Tiefseegräben stammt, können die Forscher nicht mit Sicherheit sagen; diese Arbeit dauert noch an.

Das Meer als Mülldeponie

Aber der Ruß kann das Ergebnis der Verbrennung fossiler Brennstoffe in nahe gelegenen Ländern wie Neuseeland, Australien und Chile sein, die Ruß mit dem Wind aufs Meer hinaustragen.

Diese Hypothese stimmt mit der Tatsache überein, dass der Rußgehalt in Gräben in der Nähe von Industrieländern am höchsten ist, während Gräben in der Nähe von weniger industrialisierten Ländern wie Papua-Neuguinea einen geringeren Rußgehalt aufweisen. Faktoren wie Windrichtung, Meeresströmungen oder Waldbrände können solche Beziehungen jedoch durcheinander bringen.

Laut Ronnie N. Glud dienen die Tiefseegräben als Lagerstätten für organisches Material. Der Prozess wird durch häufige Erdbeben erleichtert, die für die Hadalsysteme charakteristisch sind.

Die Erdbeben tragen große Mengen an Material in die tiefsten Teile der Gräben und begraben es in sauerstofffreien Sedimenten. Hier sammelt sich das Material über Jahrhunderte und Jahrtausende an.

Es stellt sich also die Frage, ob die Tiefseegräben zur Kohlenstoffspeicherung geeignet sind?

„Der Mensch hat das Meer und die Tiefsee immer als Müllhalde benutzt, um vorzugeben, ‚aus den Augen aus dem Sinn‘ zu sein. Aber heute wissen wir, dass das nicht stimmt. Der Ozean, reich an Leben, und seine biologischen und biogeochemischen Prozesse sind wichtig für die Funktion des Globus – das gilt auch für die Hadalgräben“, sagt Ronnie N. Glud.

Andere Materialien landen in den Tiefseegräben

Die Tatsache, dass künstliches, widerstandsfähiges, schwer zu zersetzendes organisches Material (teilweise aus unserer Verbrennung fossiler Brennstoffe) den Grund unserer tiefsten Tiefseegräben erreicht, überrascht Ronnie N. Glud nicht.

„In der Vergangenheit glaubte man, dass die Tiefseegräben verlassen und ohne Leben waren und dass sie von den Ereignissen an der Oberfläche unberührt blieben. Daher der Name ‚Hadal‘, der vom Namen des Reiches abgeleitet ist Der Tod in der griechischen Mythologie (HADES)“, sagt er.

„Heute wissen wir, dass die Hadalgräben ein reiches und vielfältiges Leben haben, dynamisch und sehr vielfältig sind und dass Material von Land und Oberfläche bis in ihr Inneres gelangt – leider auch Plastik und Schadstoffe.“ Wir haben zuvor gezeigt, dass Hadal-Sedimente überraschend viel Quecksilber enthalten.“

Die Studien werden in veröffentlicht Journal of Geophysical Research: Biogeowissenschaften, Kommunikation Erde & Umweltund Geochemie, Geophysik, Geosysteme.