SWIRheat: proof of asthenospehere topography at ultra slow midocean ridges by heat flow determinations on the Southwest Indian Ridge
Final Report Abstract
Die Forschungsfahrt PS 81 zum Südwest-Indischen Rücken unter der Federführung von Vera Schlindwein (AWI) hatte als Forschungsschwerpunkt die Fragestellung nach der Lage der Erdbebenherde an einem ultralangsam spreizenden Rücken. Damit einher geht die Frage nach Zentren der vulkanischen Aktivität und deren Verteilung entlang des Rückens. Verbunden mit der vulkanischen Aktivität vermuten wir hydrothermale Zirkulation, die ihren Ausdruck findet in spektakulären schwarzen Rauchern oder weniger spektakulären Bakterienmatten, gespeist durch aufsteigende Tiefenwässer. Temperaturmessungen im Boden sind ein geeignetes Mittel, die Temperaturverteilung in der Tiefe zu berechnen und Anhaltspunkte für hydrothermale Aufstiege zu finden. Die Meßpunkte für diese Wärmestromdichtemessungen waren demnach an den seismologischen Stationen (OBS) orientiert und wurden dort verdichtet, wo Trübesignale in der Wassersäule auf heiße Quellen hindeuteten. Das primäre Ergebnis ist, dass die Wärmestromwerte in der Regel niedrig sind, d.h. zu niedrig für ein so junges Krustenalter. Dies ist ein oft beobachteter Effekt und deutet auf intensive hydrothermale Auskühlung (heat mining) hin. Die zweite Beobachtung ist die große Streuung der Werte, auch das keine neue Beobachtung. Aufgrund der sehr guten Zusammenarbeit mit den anderen Gruppen während dieses Projektes konnten wir die Chance nutzen, eine Korrelation von Wärmestromdichte mit (Mikro-)biologischer Aktivität zu versuchen. Es ist eine Beobachtung aus mehreren Expeditionen, dass sich die makrobiotische Fauna an „warmen“ Orten häuft. Warm ist hier sehr relativ, da die absolute Temperatur am Boden und erst recht im Bodenwasser nur minimal über der Umgebungstemperatur liegt, sodass die Temperatur nicht das ausschlaggebende Kriterium sein kann. Stellen mit erhöhtem Wärmestrom sind häufig verbunden mit aufsteigenden Porenwässern und dadurch mit einem höheren Nahrungsangebot für Mikroorganismen. Der Nachweis dieses Zusammenhangs war ein überraschendes Ergebnis der gemeinsamen Forschungsarbeit. Der erwartete Zusammenhang zwischen Wärmestromdichte und Tiefenlage der Erdbebenherde ist aus diesem Datensatz schwerlich abzuleiten. Das Wärmestromsignal aus der Tiefe ist überprägt durch lokale Effekte, wie die unmittelbare Topographie oder Porenwasserbewegung, sodass es an dieser Stelle weiterer Überlegungen bedarf.
