Freya-Gashydrat-Hügel westlich von Grönland: tiefste Kaltquelle mit reichem Leben?

Eine aufsteigende Methanquelle aus einem „Eiskäfig“ am Meeresboden westlich von Grönland könnte die bislang tiefste bekannte Gashydrat-Kaltquelle sein – und sie ist zugleich voller tierischen Lebens.

Entdeckung der Freya-Gashydrat-Hügel

Die sogenannten Freya-Gashydrat-Hügel wurden während der Expedition Ocean Census Arctic Deep EXTREME24 entdeckt, die von Forschenden der UiT The Arctic University of Norway und weiteren Partnern geleitet wurde. Ein Gasfächer in der Wassersäule (ein „flare“) machte das Team auf auffällige Aktivität weit unter dem Schiff aufmerksam, woraufhin ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV) zur Erkundung hinabgeschickt wurde.

Am Grund stiess das ROV auf freiliegende Hügel aus einem kristallinen Material: Gashydrat. Unter Anleitung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wurden Proben der austretenden Methanströmung und von Rohöl entnommen – ausserdem Sediment, das eine grosse Vielfalt an Meeresorganismen enthielt.

„This discovery rewrites the playbook for Arctic deep-sea ecosystems and carbon cycling,“ sagt Giuliana Panieri, Co-Chef-Wissenschaftlerin der Expedition.

„We found an ultra-deep system that is both geologically dynamic and biologically rich, with implications for biodiversity, climate processes, and future stewardship of the High North.“

Ein chemosynthetisches Ökosystem in 3.640 Metern Tiefe

Die Tiefseetiere der Freya-Gashydrat-Hügel leben von chemosynthetischen Mikroben. Diese Mikroorganismen machen aus Chemikalien wie Methan, Sulfid und anderen Kohlenwasserstoffen eine Art „biologischen Treibstoff“.

Genau solche Stoffe treten an den neu gefundenen Freya-Hügeln aus dem Meeresboden aus – weit unter der Oberfläche der Grönlandsee: vor allem Methan und in geringerem Ausmass schwerere Kohlenwasserstoffe.

Mit dieser kontinuierlichen chemischen Versorgung aus der Erdkruste lässt sich das Leben dort unten offenbar nicht von der gewaltigen Wassersäule beeindrucken: Über den Organismen liegen 3.640 Meter (etwa 11.940 Fuss) Ozean. Wozu Sonnenlicht, wenn Gashydrate verfügbar sind – also eine gefrorene Mischung aus Methan und Wasser, die durch den hohen Druck und die niedrigen Temperaturen der Tiefsee in einem kristallinen Zustand stabil bleibt.

Knapp ein Fünftel des weltweiten Methans ist als Gashydrat gebunden und in tiefen marinen Sedimenten eingeschlossen.

Dass die Freya-Hügel in mehr als 3,5 Kilometern Wassertiefe liegen, ist für eine solche Kaltquelle jedoch aussergewöhnlich. Die meisten bislang dokumentierten Vorkommen befinden sich in weniger als 2.000 Metern Tiefe.

Zu den nachgewiesenen Tieren gehören Sibogliniden- und Maldaniden-Röhrenwürmer, Skeneiden- und Rissoiden-Schnecken sowie Melitiden-Amphipoden. Auf Ebene der Familien ähnelt die Zusammensetzung des Ökosystems arktischen hydrothermalen Quellen in vergleichbaren Tiefen.

Ursprung der Kohlenwasserstoffe und Interesse am Tiefseebergbau

Bestimmte Verbindungen in den Sedimentproben deuten darauf hin, dass das Öl und möglicherweise auch die Gase von Blütenpflanzen stammen, die einst in einem warmen, bewaldeten Grönland wuchsen – während des Miozäns, einer erdgeschichtlichen Epoche vor 23 bis 5,3 Millionen Jahren.

Diese kohlenstoffreichen Ablagerungen machen die Freya-Hügel zu einem besonders „lebenswerten“ Ort – zumindest, wenn man ein Maldaniden-Röhrenwurm oder ein Melitiden-Amphipode ist. Gleichzeitig ist das ein zentraler Grund dafür, weshalb die weltweite Rohstoffindustrie und einige Regierungen die Tiefsee der Arktis zunehmend im Blick haben.

„Despite significant progress in understanding the distribution and concentration of gas hydrates, a major challenge remains in evaluating gas hydrates as an energy resource and their role in global climate change,“ merken die Autorinnen und Autoren an.

Bislang konzentrierte sich der Tiefseebergbau vor allem auf polymetallische Knollen: kartoffelgrosse Brocken am Meeresboden, die Seltenerdminerale enthalten und in Geräten wie Smartphones genutzt werden. Welche Folgen ein solcher Eingriff in den Tiefseeboden für marine Lebensräume auf unserem ohnehin destabilisierten Planeten hätte, ist jedoch unklar.

„There are likely to be more very-deep gas hydrate cold seeps like the Freya mounds awaiting discovery in the region, and the marine life that thrives around them may be critical in contributing to the biodiversity of the deep Arctic,“ sagt der Meeresökologe Jon Copley von der University of Southampton (UK), der an der Expedition beteiligt war.

„The links that we have found between life at this seep and hydrothermal vents in the Arctic indicate that these island-like habitats on the ocean floor will need to be protected from any future impacts of deep-sea mining in the region.“

Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.