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3 Rohstoffe aus dem Meer – Chancen und Risiken

Massivsulfide

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Wenige Explorationslizenzen

In den internationalen Gewässern ist man noch nicht ganz so weit, da die Exploration und der Abbau dort zentral über die ISA geregelt und koordiniert werden. Explorations­lizenzen wurden für Gebiete im Indischen Ozean bereits an China und Südkorea vergeben, für Gebiete am Mittelatlantischen Rücken an Frankreich und Russland. Andere Staaten haben erst kürzlich Explorationslizenzen beantragt oder stehen, wie beispielsweise Deutschland in Bezug auf den Indischen Ozean, kurz davor. Über diese Anträge muss die ISA zunächst noch befinden. Insgesamt deutet sich für die Massivsulfidvorkommen aber an, was künftig auch für den Abbau von Kobaltkrusten und Manganknollen gelten dürfte: Während der Abbau in internationalen Gewässern noch einige Jahre auf sich warten lassen wird, könnten einzelne Staaten in Kooperation mit Bergbau- oder Rohstoffkonzernen vorpreschen und in der eigenen AWZ mit dem Abbau beginnen. Für Papua-Neuguinea etwa ist der Abbau interessant, weil die Massivsulfidvorkommen vor der eigenen Küste hohe Gold- und Silbergehalte aufweisen.

Extremer Lebensraum, viele Spezialisten

Hydrothermalquellen sind nicht nur Rohstofflieferant, sondern auch ein außerge­wöhn­licher Lebensraum. Trotz lebensfeindlicher Konditionen wie Tempera­turen von mehr als 350 Grad Celsius und das mit giftigen Metallverbindungen angereicherte, leicht saure Hydrothermalwasser hat sich hier im Laufe von Jahrmillionen eine einzigartige Artengemeinschaft entwickelt, die perfekt an die harten Bedingungen angepasst ist. Für gewöhnlich ist die Sonne die Energiequelle für das Leben im Meer. Sie lässt Algen gedeihen, die das Sonnenlicht mithilfe der Photosynthese nutzen, um energiereiche Moleküle wie etwa Zucker aufzubauen. Diese sogenannte Primärproduktion ist die Basis der Nahrungsnetze im Meer. An den Hydrothermalquellen aber ist es dunkel. Die Primärproduktion wird hier von chemoautotrophen Bakterien geleistet, die die energiereichen chemischen Verbindungen der Hydrothermalquellen verwerten und in Moleküle umwandeln, die auch andere Organismen nutzen können. Die Bakterien ertragen Wassertemperaturen von mehr als 100 Grad Celsius und kommen daher in der Nähe der Raucher vor. Von den Bakterien oder ihren Stoffwechselprodukten ernähren sich höhere Organismen wie etwa Muscheln – und von diesen wiederum andere Lebewesen. So sind an den Quellen Gemeinschaften mit bis zu 600 verschiedenen Arten zu finden, darunter beispielsweise Schnecken der Gattung Alviniconcha, die Temperaturen von bis zu 45 Grad Celsius tolerieren. Viele dieser Tiergruppen leben ausschließlich an Hydrothermalquellen. Dank der ständigen Nährstoffzufuhr kommen die Organismen in großer Zahl vor. Bei Expeditionen hat man mitunter auf 1 Quadratmeter Hunderte bis Tausende Tiere entdeckt.

Zusatzinfo Metallschlamm im Roten Meer

Was ist selten?

Ob es an den Hydrothermalquellen der Tiefsee endemische Arten gibt, die nur in einem eng begrenzten Gebiet vorkommen oder im Extremfall nur auf einem einzigen Massivsulfidvorkommen leben, ist beim Abbau eine entscheidende Frage. Denn diese könnten dadurch aussterben. Biologen versuchen daher zu klären, wie weit verbreitet bestimmte Arten sind, ob sie in einem größeren Meeresgebiet wie etwa dem Indischen Ozean an mehreren Hydrothermalquellen zu finden oder auf eine Region wie etwa die Bismarcksee beschränkt sind. Tatsächlich haben Wissenschaftler Unterschiede zwischen verschiedenen Meeres­regionen festgestellt. Große Röhrenwürmer etwa dominieren die Gebiete im Ostpazifik, wurden aber niemals im Atlantik, im Indischen Ozean oder im Südwest­pazifik entdeckt. Auf dem Mittelatlantischen Rücken hingegen kommen in großer Zahl Tiefseegarnelen vor, auf deren Körper symbiontische chemoautotrophe Bakterien leben, die sie mit Nährstoffen versorgen. Im Indischen Ozean schließlich findet man sowohl viele Tiefseegarnelen als auch Anemonen und Schnecken mit symbiontischen Bakterien. Aufgrund der unterschiedlichen Funde hat man daher versucht, Hydrothermalquellen anhand der Ähnlichkeit ihrer Lebensgemeinschaften und der geologischen Strukturen in biogeografische Provinzen einzuteilen. Die Forscher haben zu diesem Zweck die Daten von Expeditionen ausgewertet und Einzelnachweise von Lebewesen aus 63 Hydrothermalquellen mithilfe statistischer Verfahren abgeglichen.
Nach Maßgabe dieser Analyse gibt es 6 verschiedene Provinzen, in denen zu großen Teilen unterschiedliche Arten vorkommen. Die Provinzen sind: der Nordwestpazifik, der Südwestpazifik, der Nordostpazifik, der nördliche Teil des Ostpazifischen Rückens, der südliche Teil des Ostpazifischen Rückens und der Mittelatlantische Rücken. Natürlich kommen in den verschiedenen Gebieten zu einem gewissen Teil auch verwandte oder gleiche Arten vor. Die Forscher haben deshalb versucht nachzuvoll­ziehen, ob und wie sich Arten im Laufe der Jahrtausende von einer zur anderen Provinz haben ausbreiten können. Eine zentrale Rolle scheint dabei der Ostpazifische Rücken als eine Art Drehscheibe der Artenverbreitung zu spielen. Es bleibt aber auch hier zu bedenken, dass durch moderne genetische Untersuchungen immer mehr Unterschiede zwischen ähnlichen Arten gefunden werden und in vielen Vorkommen solche genetischen Untersuchungen noch nicht durchgeführt wurden. Offen ist bis heute, ob vermeintlich gleiche Arten auch wirklich identisch sind.
2.34 > In den verschiedenen Meeresgebieten weltweit dominieren jeweils andere Tierarten den Lebensraum der Hydrothermalquellen. Durch eine statis­tische Analyse der Fauna an 63 Hydrothermalquellen konnten Forscher 6 biogeografische Provinzen identifizieren, deren Artenzusammensetzungen sich deutlich unterscheiden.
Abb. 2.34 > In den verschiedenen Meeresgebieten weltweit dominieren jeweils andere Tierarten den Lebensraum der Hydrothermalquellen. Durch eine statis­tische Analyse der Fauna an 63 Hydrothermalquellen konnten Forscher  6 biogeografische Provinzen identifizieren, deren Artenzusammensetzungen sich deutlich unterscheiden.  © nach Bachraty et al.
Neben den Arten, die in besonderer Weise an die heißen Quellen angepasst sind, sind vor allem auch diejenigen bedroht, die an Massivsulfiden erkalteter Hydro­thermal­quellen vorkommen. Beispielsweise kolonisieren Tiefseekorallen, Schwämme und Seepocken diesen Lebensraum. Für sie gilt das Gleiche wie für viele andere Tiefseeorganismen: Sie sind selten, wachsen extrem langsam und produzieren nur wenige Nachkommen. Und deshalb sind sie auch besonders gefährdet. Sterben die Elterntiere, gibt es kaum noch Nachwuchs, durch den sich der Bestand erholen könnte. Generell ist bis heute sehr wenig über die Biologie der Tiefseetiere bekannt. Um zu verstehen, ob und wie sich Tiergemeinschaften nach einer Störung, zum Beispiel einem Abbau von Massivsulfiden, erholen, müssen noch offene Fragen geklärt werden. So ist unter anderem unklar, wie zahlreich oder selten die Arten sind, in welchem Lebensraum sie leben, wie weit diese Lebensräume voneinander entfernt sind und wie beziehungsweise ob sich die Tiere vom einen zum anderen Lebensraum verbreiten können. Nur dann wäre eine Wiederbesiedlung abgeernteter Areale überhaupt möglich.

Bevor der Bergbau beginnt …

Um die Schäden, die durch den Abbau von Massivsulfiden entstehen könnten, so klein wie möglich zu halten, schlagen Fachleute vor, zuvor mit weiteren Studien zu untersuchen, inwieweit endemische Arten betroffen sein könnten. Dabei muss man zwischen Massivsulfiden an aktiven Hydrothermalquellen und alten Massivsulfiden an versiegten Quellen unterscheiden. Aufgrund der extremen Spezialisierung ist bei den Bewohnern der Hydrothermalquellen eher davon auszugehen, dass diese in eng begrenzten Meeresgebieten auftreten und endemisch sind. Was die gewöhnlichen Tiefseearten betrifft, liegt nahe, dass diese weiter verbreitet sind. Wegen ihres langsamen Wachstums und der geringen Zahl an Nachkommen aber muss man besonders darauf achten, dass man vor Ort nicht ganze Bestände ausrottet. Beiden Artengruppen wäre vermutlich geholfen, wenn man die Vorkommen nur teilweise aberntete, um Flächen zu erhalten, von denen aus solche abgeernteten Gebiete wiederbesiedelt werden können. Oder aber Massivsulfide nur dort zu fördern, wo bekannt ist, dass in der unmittelbaren Umgebung weitere Hydrothermalfelder existieren, die die gleiche Artenzusammensetzung aufweisen. Textende
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