Fakten zur Tiefsee: Zonen, Schlote und Erforschungsstand

Die Tiefsee ist alles unterhalb von etwa 200 Metern, wo das Sonnenlicht zu schwach wird, als dass Pflanzen und Algen wachsen könnten, und sie macht den Großteil des Ozeanvolumens aus. Sie ist kalt, dunkel und steht unter enormem Druck, und doch beherbergt sie ganze Ökosysteme, von denen manche mit chemischer Energie statt Sonnenlicht laufen. Wie viel davon wir „erforscht“ haben, hängt davon ab, was man zählt, und diese Frage hat eine interessantere Antwort als die übliche Ein-Satz-Statistik.

Im Folgenden die Fakten, die man kennen sollte, so sorgfältig wie möglich dargestellt.

#Wie groß und wie tief ist der Ozean?

Der Ozean bedeckt etwa 71 % der Erdoberfläche. Seine durchschnittliche Tiefe beträgt grob 3.700 Meter, was Menschen überrascht, die sich das Meer als meist flaches Wasser mit ein paar tiefen Löchern vorstellen. Es ist umgekehrt. Der größte Teil des Meeresbodens ist eine tiefe, weite Ebene, und die flachen Kontinentalschelfe sind die Ausnahme.

Die tiefste bekannte Stelle ist das Challengertief im Marianengraben im westlichen Pazifik, bei etwa 10.900 bis 11.000 Metern. Vermessungen weichen um einige Dutzend Meter voneinander ab. Stellte man den Mount Everest (etwa 8.850 Meter) auf den Grund, läge sein Gipfel immer noch rund zwei Kilometer unter der Oberfläche.

Auch das längste Gebirge der Erde liegt unter Wasser. Das mittelozeanische Rückensystem windet sich über etwa 65.000 Kilometer durch jedes Ozeanbecken. Dort entsteht neuer Meeresboden, wenn tektonische Platten auseinanderdriften.

#Was sind die Zonen des Ozeans?

Wissenschaftler teilen den offenen Ozean nach Tiefe in Schichten ein. Die Grenzen sind ungefähr und die gängigen Namen Spitznamen, aber das Schema ist eine nützliche mentale Landkarte.

Eine gute Merkhilfe: Die Sonnenlichtzone ist eine dünne Haut. Wäre der Ozean bei durchschnittlicher Tiefe ein zwei Meter tiefes Schwimmbecken, wären die obersten etwa zehn Zentimeter der Bereich, in dem Photosynthese stattfindet.

#Wie stark ist der Druck dort unten?

Der Druck steigt pro zehn Meter Meerwasser um etwa eine Atmosphäre. Diese Faustregel macht die Rechnung leicht.

Ein Rechenbeispiel. In der durchschnittlichen Ozeantiefe von etwa 3.700 Metern kommen rund 370 Atmosphären zu der einen Atmosphäre der Luft darüber, du erhältst also etwa den 370-fachen Druck wie auf Meereshöhe. Am Grund des Challengertiefs liegt der Wert bei über 1.000 Atmosphären, was mehr als sieben Tonnen pro Quadratzoll entspricht.

Tiefseetiere kommen damit zurecht, weil sie nicht gebaut sind wie wir. Sie haben keine luftgefüllten Lungen, die zerdrückt werden könnten, und ihre Körper bestehen überwiegend aus Wasser, das sich kaum zusammendrücken lässt. Viele tragen auch Moleküle, die ihre Proteine unter Druck funktionsfähig halten. Forschende schicken zur Demonstration manchmal Styroporbecher mit Tauchbooten hinunter; die Luft wird aus dem Schaum gepresst, und die Becher kommen auf einen Bruchteil ihrer Größe geschrumpft zurück.

#Ist es völlig dunkel?

Unterhalb von etwa 1.000 Metern ja, was Sonnenlicht betrifft. Aber es ist keine tote Dunkelheit. Ein großer Teil der Tiere in der offenen Wassersäule kann sein eigenes Licht erzeugen, ein Trick namens Biolumineszenz. Sie nutzen ihn, um Partner zu finden, Beute anzulocken, Fressfeinde zu verwirren oder ihre Silhouette vor dem schwachen Licht von oben zu verbergen (Gegenbeleuchtung).

Noch ein Fakt, der verändert, wie man sich die Tiefe vorstellt: Jede Nacht schwimmen riesige Mengen kleiner Fische, Krill und anderer Tiere aus der Dämmerungszone zur Fütterung Richtung Oberfläche und sinken vor der Morgendämmerung wieder ab. Diese tägliche vertikale Wanderung gilt nach der Menge lebender Masse oft als größte Wanderung der Erde.

Das meiste Leben in der Tiefe hängt von Nahrung von oben ab. Abgestorbenes Plankton, Kotpellets und anderer Detritus sinken als „Meeresschnee“ herab. Stirbt ein Wal und sinkt ab, kann sein Kadaver jahrelang oder sogar jahrzehntelang eine spezialisierte Gemeinschaft ernähren.

#Was sind hydrothermale Schlote?

Hydrothermale Schlote sind Öffnungen im Meeresboden, meist nahe mittelozeanischen Rücken, an denen Meerwasser, das in die Kruste eingesickert und vom Magma darunter erhitzt wurde, wieder austritt. Das Wasser kann über 350 °C heiß werden und bleibt dennoch flüssig, weil der Druck so hoch ist. Wenn die heiße, mineralreiche Flüssigkeit auf kaltes Meerwasser trifft, fallen Metallsulfide aus und bauen Schlote auf. Die dunkelsten davon heißen Schwarze Raucher.

Schlote wurden erstmals 1977 nahe den Galápagosinseln direkt beobachtet, von Wissenschaftlern, die im Tauchboot Alvin hinabtauchten. Sie erwarteten heißes Wasser. Sie erwarteten kein Leben, und zwar viel davon: Riesenröhrenwürmer, Muscheln und Krabben, dicht um die Öffnungen versammelt.

Die Erklärung ist Chemosynthese. Mikroben nutzen chemische Energie, meist aus Schwefelwasserstoff in der Schlotflüssigkeit, um Kohlendioxid in Nahrung umzuwandeln. Riesenröhrenwürmer haben als ausgewachsene Tiere weder Mund noch Darm; sie beherbergen diese Bakterien in ihrem Körper und leben von dem, was die Bakterien erzeugen. Es war eine bedeutende Entdeckung, weil sie zeigte, dass ein ganzes Ökosystem ohne Sonnenlicht an seiner Basis laufen kann, was ein Grund dafür ist, dass Schlote zur Sprache kommen, wenn Wissenschaftler darüber sprechen, wo sonst im Sonnensystem Leben existieren könnte.

#Wie viel vom Ozean haben wir wirklich erforscht?

Du hast wahrscheinlich gehört, dass „wir mehr über die Mondoberfläche wissen als über den Meeresboden“ oder dass nur 5 % des Ozeans erforscht seien. An beidem ist etwas Wahres, aber sie verwischen drei verschiedene Dinge.

• Niedrig aufgelöst kartiert. Der gesamte Meeresboden wurde aus dem All kartiert, mit Satelliten, die winzige Unebenheiten der Meeresoberfläche messen, die durch die Schwerkraft unterseeischer Berge und Gräben entstehen. Die Auflösung ist grob, in der Größenordnung von Kilometern, kleine Strukturen verschwinden also.
• Detailliert kartiert. Schiffe mit Sonar (Fächerecholote) erzeugen viel schärfere Karten. Das internationale Projekt Seabed 2030 meldet, dass etwa ein Viertel des Meeresbodens auf diese Weise kartiert ist, und der Anteil wächst jedes Jahr.
• Direkt gesehen. Der Anteil des tiefen Meeresbodens, den Menschen, Kameras oder Roboter tatsächlich beobachtet haben, ist weit kleiner. Die Schätzungen sind grob, aber es ist ein winziger Prozentsatz.

Die faire Version lautet also: Wir kennen die Form des gesamten Meeresbodens in unscharfen Umrissen, einen Teil davon im Detail und sehr wenig davon mit eigenen Augen. Der Mondvergleich stimmt für die Detailkarten, nicht für den Umriss.

Den allertiefsten Punkt haben Menschen nur eine Handvoll Mal erreicht. Jacques Piccard und Don Walsh erreichten das Challengertief 1960 im Bathyscaphe Trieste. Danach kehrte niemand zurück, bis der Filmemacher James Cameron 2012 allein hinabtauchte, und seit 2019 folgten weitere bemannte Tauchgänge.

#Verbreitete Irrtümer, die man ablegen sollte

• „Die Tiefsee ist leblos.“ Das Leben ist spärlicher als nahe der Oberfläche, aber Wissenschaftler finden es in jeder Tiefe, aus der sie Proben genommen haben, einschließlich der Gräben.
• „Tiefseefische würden beim Hochholen platzen.“ Dramatisch, aber so funktioniert es nicht. Fische ohne gasgefüllte Schwimmblase platzen nicht; sie können durch die Änderung von Druck und Temperatur geschädigt werden, und ihr Gewebe kann erschlaffen oder sich verformen.
• „Die meisten Arten des Ozeans sind bekannt.“ Expeditionen in die Tiefe fördern regelmäßig Tiere zutage, die für die Wissenschaft neu sind. Niemand kennt die tatsächliche Gesamtzahl, und die Schätzungen schwanken stark.

#Eine gute Art, weiterzulernen

Die Tiefsee belohnt kleine, regelmäßige Dosen mehr als einen einzelnen Durchlauf, denn jeder Fakt erleichtert es, den nächsten einzuordnen. Beginne mit der Zonentabelle oben und folge dann einem Faden: Schlote, Gräben oder Biolumineszenz.

Wenn dieser Faden von selbst bei dir ankommen soll: Der Ozean ist eines der Themen im Themenkatalog von Topicly, und mit einem eigenen Thema wie „Leben rund um hydrothermale Schlote“ oder „Wie Tiefseetiere dem Druck standhalten“ kannst du es enger fassen. Unter jeder Entdeckung schlägt Zieh weiter an diesem Faden verwandte Konzepte zum Weiterlesen vor. Die Artikel werden von KI geschrieben und können Fehler enthalten, sieh Wichtiges also als Ausgangspunkt und prüfe es an einer vertrauenswürdigen Quelle. Für etwas, das weiter von zu Hause entfernt ist, sind unsere Weltraumfakten für Einsteiger eine gute Begleitlektüre.

Probier das heute: Skizziere ohne nachzusehen die fünf Ozeanzonen mit ungefähren Tiefen auf einem Zettel und vergleiche sie dann mit der Tabelle. Topicly lässt sich kostenlos für Android laden, die Version für iPhone kommt bald, und die Download-Seite hat die Details.