Wissenschaftler kartieren den Meeresboden der Erde im Detail und entdecken fast 100.000 versunkene Berge
Es gibt bessere Karten von der Mondoberfläche als vom Meeresboden der Erde, aber das ändert sich dank hochauflösender Daten, die von Satelliten aus dem Weltraum gewonnen werden.
Forscher arbeiten seit Jahrzehnten daran, diese Situation zu ändern. Im Rahmen dieser laufenden Bemühungen hat ein von der NASA finanziertes Team vor kurzem eine der bisher detailliertesten Karten des Meeresbodens veröffentlicht, die auf Daten des SWOT-Satelliten (Surface Water and Ocean Topography) beruht.
Detaillierte Karten des Meeresbodens: Erstellung und Verwendung
Genaue Karten des Meeresbodens sind für verschiedene maritime Tätigkeiten wie die Navigation und das Verlegen von Unterwasserkommunikationskabeln von entscheidender Bedeutung. Sie sind auch wichtig für ein besseres Verständnis der Tiefseeströmungen und Gezeiten, die das Leben im Meer beeinflussen, sowie für geologische Prozesse wie die Plattentektonik. Unterwasserberge, so genannte Seamounts, und andere Merkmale des Meeresbodens, wie ihre kleineren Verwandten, die Abyssal Hills, beeinflussen die Bewegung von Wärme und Nährstoffen in der Tiefsee und können Leben anziehen.
Mit Sonar ausgestattete Schiffe können direkte und unglaublich detaillierte Messungen des Meeresbodens vornehmen. Bislang sind jedoch nur etwa 25 % des Meeresbodens auf diese Weise untersucht worden. Um ein umfassendes Bild des Meeresbodens zu erhalten, haben sich die Forscher auf Satellitendaten verlassen.
Da geologische Formationen wie Seeberge und Abyssalhügel eine größere Masse haben als ihre Umgebung, üben sie eine etwas stärkere Gravitationskraft aus, die kleine, messbare Ausbuchtungen an der Meeresoberfläche erzeugt. Diese subtilen Schwerkraftsignale helfen den Forschern, die Art der Meeresbodenformation vorherzusagen, die sie hervorgebracht hat.
SWOT, eine Zusammenarbeit zwischen der NASA und der französischen Raumfahrtbehörde CNES (Centre National d'Études Spatiales), erfasst alle 21 Tage etwa 90 % der Erde. Durch wiederholte Beobachtungen ist der Satellit empfindlich genug, um diese winzigen Unterschiede in der Höhe der Meeresoberfläche, die durch darunter liegende Merkmale verursacht werden, mit Zentimetergenauigkeit zu erkennen. David Sandwell, Geophysiker an der Scripps Institution of Oceanography, und seine Kollegen nutzten ein Jahr lang SWOT-Daten, um sich auf Seeberge, Abyssalhügel und Unterwasser-Kontinentalränder zu konzentrieren, wo kontinentale Kruste auf ozeanische Kruste trifft.
Die Ergebnisse ihrer Kartierungsarbeit sind auf der globalen Karte (oben) und in den Detailansichten oben und unten zu sehen. Bereiche mit verringerter Schwerkraft (lila) entsprechen Vertiefungen am Meeresboden, während Bereiche mit erhöhter Schwerkraft (grün) die Lage größerer erhöhter Strukturen anzeigen.
Bisherige Ozeanbeobachtungssatelliten haben massive Versionen dieser Meeresbodenformationen entdeckt, wie z. B. Seeberge mit einer Höhe von über einem Kilometer. Der SWOT-Satellit kann Seamounts aufspüren, die weniger als halb so hoch sind, wodurch sich die Zahl der bekannten Seamounts von 44.000 auf 100.000 erhöhen könnte. Diese Unterwasserberge ragen ins Wasser und beeinflussen die Strömungen in der Tiefsee. Dadurch können sich an ihren Hängen Nährstoffe konzentrieren, die Organismen anziehen und Oasen in ansonsten unfruchtbaren Bereichen des Meeresbodens schaffen.
"Der SWOT-Satellit bedeutete einen großen Durchbruch in unserer Fähigkeit, den Meeresboden zu kartieren", so Sandwell. Sandwell nutzt seit den 1990er Jahren Satellitendaten zur Kartierung des Meeresbodens und war einer der Forscher, die für die SWOT-basierte Karte des Meeresbodens verantwortlich sind, die im Dezember 2024 in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.
Die verbesserte Sicht von SWOT liefert den Forschern auch mehr Informationen über die geologische Geschichte des Planeten.
"Abyssal Hills sind die am häufigsten vorkommende Landform auf der Erde und bedecken etwa 70 % des Meeresbodens", so Yao Yu, Ozeanograph am Scripps Institution of Oceanography und Hauptautor der Studie. "Diese Hügel sind nur wenige Kilometer breit und daher vom Weltraum aus schwer zu beobachten. Wir waren überrascht, dass SWOT sie so gut beobachten konnte."
Abyssalhügel bilden sich in parallelen Bändern, wie die Kämme eines Waschbretts, wo sich tektonische Platten trennen. Die Ausrichtung und Ausdehnung der Bänder kann Aufschluss darüber geben, wie sich die tektonischen Platten im Laufe der Zeit bewegt haben. Abyssalhügel interagieren auch mit Gezeiten und Tiefseeströmungen auf eine Art und Weise, die Forscher noch nicht vollständig verstehen.
Karten des NASA Earth Observatory, NEO, von Michala Garrison mit SWOT-Daten von Yu, Y., et al. (2024). Video aus dem wissenschaftlichen Visualisierungsstudio der NASA. Geschichte von Jane Lee/Jet Propulsion Laboratory, angepasst für NEO.