Probennahme in 4000 Metern Tiefe: eine Manganknolle mit Schwamm.
Foto:  GEOMAR, ROV Kiel 6000

BremerhavenDer Abbau von Manganknollen zur Rohstoffgewinnung würde das Ökosystem in Tiefseeböden vermutlich langfristig beeinträchtigen. Wie eine Studie in 4000 Metern Tiefe vor der Küste Perus zeigt, sind auch noch Jahrzehnte nach einem simulierten Abbau der Knollen die Mikrobengemeinschaften im Meeresboden und damit die Ökosystemfunktionen des Tiefseebodens gestört.

Für das Forschungsprojekt haben sich Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven, des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie (MPIMM) in Bremen und weitere Einrichtungen zusammengetan. Die Studie der Gruppe um Antje Boetius vom AWI ist im Fachmagazin Science Advances erschienen.

Manganknollen entstehen in 4000 bis 6000 Metern Tiefe am Ozeanboden durch Anlagerungen von Sedimentbestandteilen an einen beliebigen Kern, beispielsweise an einen Sandkorn oder einen Fischzahn. Sie bestehen bis zu 27 Prozent aus Mangan und bis zu 15 Prozent aus Eisen. Auch gefragte Metalle, wie Kupfer, Kobalt, Zink und Nickel sowie einige Metalle der seltenen Erden, sind in Anteilen bis zu einem Prozent enthalten.

Immer noch sichtbar: Die vor gut 30 Jahren erzeugten Pflugspuren auf dem Meeresgrund vor der Küste Perus.
Foto:  OFOS team, AWI Bremerhaven

Die Metalle werden etwa für Batterien, Elektromobilität und digitale Technologien benötigt. Weil die Ressourcen an Land knapp sind, gibt es Pläne, Manganknollen vom Meeresboden zu holen. Derzeit findet noch kein solcher Tiefseebergbau statt. Frühere Studien zu möglichen Folgen haben gezeigt, dass unter anderem sesshafte Meeresbodenbewohner dadurch stark beeinträchtigt würden.

Nun berichten die Forscher von den Folgen für die Mikroorganismen des Meeresbodens. Sie hatten bereits 1989 in einem elf Quadratkilometer großen Gebiet in der Tiefsee vor der Küste Perus Teile des Bodens umgepflügt. In den Folgejahren registrierten sie die Veränderungen. Das Team suchte diese Stelle 2015 erneut auf, um die den Stand der Entwicklung mit Hilfe von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen zu untersuchen. „Auch 26 Jahre nach dieser Störung konnten wir die Pflugspuren auf dem Meeresboden klar erkennen“, sagt Tobias Vonnahme vom MPIMM, Erstautor der Studie.

Die Wissenschaftler nahmen Bohrkernproben von verschiedenen Stellen des durchpflügten Tiefseebodens sowie aus einem Gebiet, in das sie erst fünf Wochen zuvor Furchen eingebracht hatten. Im Vergleich zu Proben von unberührtem Tiefseeboden lebten nur zwei Drittel der Mikroorganismen in den alten Pflugspuren, in den neuen Furchen sogar nur die Hälfte. Die Raten verschiedener mikrobieller Prozesse waren auch nach 26 Jahren noch um drei Viertel verringert. „Unsere Berechnungen haben ergeben, dass die Mikroben frühestens nach 50 Jahren wieder ihre übliche Funktion voll ausüben können“, sagt Vonnahme.

Das Team um Boetius erklärt dieses Ergebnis damit, dass in den Furchen die oberste, biologisch aktive Sedimentschicht zerstört ist. Dort kann das von oben herabfallende organische Material - zum Beispiel tote Lebewesen - nur noch eingeschränkt verwertet werden. „Wir haben gezeigt, dass der Verlust der Oberflächensedimentschicht langfristig zu einer Verringerung der mikrobiellen Aktivitäten, einem geringeren Umsatz an organischer Substanz, einem verringerten Stickstoffkreislauf und niedrigeren Wachstumsraten für Mikroben führt“, fassen die Forscher ihr Studienergebnis zusammen.

Ihre Studie sehen die Wissenschaftler als Beitrag zur Entwicklung von Umweltstandards für den Tiefseebergbau. „Ökologisch nachhaltige Technologien sollten unbedingt vermeiden, die dicht belebte und bioaktive Oberflächenschicht des Meeresbodens zu entfernen“, betont Boetius. (dpa/fwt)