Volatile und Fluide in Subduktionszonen

Übersicht Thema B3

Die Schlüsselfragen im Subprojekt B3 beziehen sich auf das Verständnis der Kontrollparameter des Forearc-Fluid-Aufstiegs sowie das Schicksal der advektiv transportierten flüchtigen Bestandteile in verschiedenen Standorten der Subduktionszone. Methodische Eckpunkte sind (1) die quantitative Abschätzung des volatilen Flusses, insbesondere von Methan, vom Meeresboden zur Wassersäule, (2)  die Bestimmung der Umsatzraten reduzierter Verbindungen wie Methan und Sulfid in oberflächennahen Sedimenten, und (3) die Identifizierung geochemischer und biologischer Parameter, welche die Effektivität des benthischen Methanfilters beeinflussen. Die gewonnenen Daten werden globale Abschätzungen benthischer Methanflüsse vom Meeresboden zur Atmosphäre verbessern.

Die dritte Phase des SFB wird sich zum einen auf die Zusammenstellung und den Vergleich existierender Daten mit anderen Subduktionszonen konzentrieren. Zum anderen werden abschließende und neue Feldarbeiten vor Costa Rica bzw. Chile  durchgeführt. Als eine weitere Neuheit sind Langzeitversuche mit Sedimenten von Fluidaustrittsgebieten in sogenannten Durchflußanlagen vorgesehen, um die Kontrollparameter des benthischen Methanfilters zu untersuchen. Daten aus Feldarbeit und in-vitro Untersuchungen werden schließlich in numerischen Modellen verwendet, um die Auswirkung der Transportprozesse auf die Verteilung der benthischen Biomasse, den mikrobiologischen  Umsatz und Methanemissionen vom Meeresboden abzuschätzen. Zusammengefasst werden in diesem Teilprojekt verschiedene moderne Methoden einschließlich in-situ, ex-situ und in-vitro Techniken sowie numerische Modellierung verwendet, um das Schicksal des Methans unter verschiedenen Gesichtspunkten zu untersuchen und Lücken im globalen Methanhaushalt zu schließen.

Fig. A: Die Abbildung zeigt den Transport anorganischer Substrate, die den benthischen Methanfilter und den Lebensraum der „cold seeps“ antreiben.