Neuentdecktes Hydrothermalfeld vor Papua-Neuguinea verwundert Forscher: Es förderte Gold und die Bausteine des Lebens
Vor der Küste Papua-Neuguineas haben internationale Forschende unter Leitung von GEOMAR ein Hydrothermalfeld entdeckt, das die Art und Weise, wie wir die Geologie der Tiefsee und sogar die Entstehung des Lebens auf der Erde verstehen, verändern könnte. Das sogenannte „Karambusel-Feld“ liegt an der Westflanke des Conical Seamount, eines vermutlich erloschenen Vulkans in der Tabar-Lihir-Tanga-Feni-Inselkette (TLTF). Diese Inselkette ist das Produkt einer Subduktionszone, in der die Pazifische Platte unter die Bismarck-Platte abtaucht. Hier, in 1200 Metern Tiefe, stoßen zwei Welten aufeinander: magmatisch erhitzte Hydrothermalflüssigkeiten und kühle Kohlenwasserstoff-Sickersysteme, die hauptsächlich Methan fördern.
Subduktion als Motor
Die Entdeckung von Karambusel ist nicht nur eine geologische Kuriosität, sondern auch ein Lehrbuchbeispiel dafür, wie Subduktionsprozesse das Antlitz des Meeresbodens prägen. Wenn die ozeanische Platte unter die benachbarte Platte gezogen wird, schmilzt ein Teil des abtauchenden Materials im Erdmantel auf. Das erzeugte Magma steigt auf und bildet Vulkane, wie sie auf der TLTF-Kette zu finden sind.
Der Conical Seamount ist ein solcher Vulkan. Radiometrische Altersdatierungen zeigen, dass er vor rund 88.500 Jahren aktiv war. Seitdem ist sein Magmasystem abgekühlt, aber nicht völlig erloschen. Genügend Restwärme bleibt, um Meerwasser, dass durch Risse und Spalten in den Meeresboden eindringt zu erwärmen und zirkulieren zu lassen. In mehreren Kilometern Tiefe wird dieses Wasser erhitzt, mit Mineralen angereichert und tritt schließlich an der Flanke des Seamounts wieder aus.
Das macht Karambusel zu einem sogenannten postvulkanischen Hydrothermalsystem. Es ist der „Nachglüher“ eines erloschenen Vulkans. Besonders spannend: Die tektonischen Störungen, die durch dieselben Subduktionsprozesse entstehen, fungieren auch als Aufstiegsrouten für Kohlenwasserstoffe aus den umliegenden Sedimenten. So entsteht ein einzigartiges hybrides System, das bislang weltweit ohne Beispiel ist.
Schatzkammer der Tiefsee
Die geochemischen Analysen zeigen, dass Karambusel eine Schatzkammer an Edelmetallen beherbergt. Gesteinsproben enthalten Gold- und Silberminerale, die auf frühere Hochtemperaturphasen hinweisen. Heute treten dort vor allem warme Fluide von bis zu 51 °C aus, die reich an Lithium, Silizium, Arsen, Antimon und anderen Elementen sind. Solche hydrothermalen Systeme gelten als natürliche „Raffinerien“ für die Entstehung von Erzvorkommen.
Für die Rohstoffindustrie ist das von großem Interesse. Die benachbarte Lihir-Insel beherbergt eines der größten Goldbergwerke der Welt – ebenfalls ein Produkt eines hydrothermalen Systems in einem subduktionsbezogenen Vulkanbogen. Karambusel bietet daher ein modernes Analogon für die Bildung solcher Lagerstätten.
Bei all dem Rohstoffreichtum stellt sich die Frage, ob dieser von Menschen abgebaut werden sollte. Tiefseebergbau ist umstritten, denn er stellt einen massiven Eingriff in die sensiblen Ökosysteme dar und verursacht oft irreversible Schäden. Die Fauna am Karambusel-Feld – darunter Muscheln, Röhrenwürmer und Bakterienmatten – ist hochspezialisiert und endemisch. Forschende warnen, dass jede kommerzielle Aktivität hier nicht nur geologische, sondern auch biologische Archive zerstören könnte.
Ein Hinweis auf die Ursprünge des Lebens
Viele Hypothesen zur Entstehung des Lebens sehen Hydrothermalquellen als Geburtsort der ersten Stoffwechselkreisläufe. Die Mischung aus Wärme, mineralischen Ausscheidungen und chemischen Prozessen bietet ideale Bedingungen für die Synthese komplexer organischer Moleküle als Voraussetzung für die Entstehung von Leben.
Karambusel liefert dafür ein besonders spannendes Umfeld: Die dort austretenden Kohlenwasserstoffe bestehen zu über 85 Prozent aus Methan, ergänzt durch Ethan, Propan und andere leichte Kohlenwasserstoffe. Diese stammen nicht aus rein abiotischer Synthese, sondern sind thermogen und sind aus erhitztem organischen Material entstanden. Damit zeigt Karambusel, dass frühe Hydrothermalsysteme nicht nur anorganische Chemie, sondern auch reichlich organische Moleküle bereitgestellt haben könnten.
Hinzu kommt, dass die Temperaturen am Austritt vergleichsweise moderat sind. Während die berühmten „Schwarzen Raucher“ Temperaturen von über 350 °C erreichen, bietet Karambusel ein milderes, geradezu „lebensfreundliches“ Milieu. Das könnte für empfindliche Moleküle wie RNA oder frühe Zellstrukturen von Vorteil gewesen sein.
Die Entdeckung des Karambusel-Feldes zeigt, wie wenig wir über die Tiefsee wissen. Sie ist ein Ort, an dem geologische Prozesse, Ökosysteme und sogar die Bausteine des Lebens auf einzigartige Weise zusammenwirken. Gleichzeitig erinnert sie uns daran, wie verletzlich solche Systeme sind.
Die Wissenschaft hat hier ein Labor unter natürlichen Bedingungen gefunden, das uns nicht nur etwas über Erzbildung und Vulkanismus lehrt, sondern auch über unsere eigene Entstehungsgeschichte. Die Frage, ob solche Felder eines Tages wirtschaftlich genutzt werden dürfen, wird sich die Gesellschaft stellen müssen. (Quellen: sciencedirect.com, Pressemeldung GEOMAR)