Der Marianengraben

Der Marianengraben, oftmals auch Marianenrinne bezeichnet, ist ein im westlichen Pazifik liegender Tiefseegraben, der an seiner tiefsten Stelle 11.034 Meter misst. Mit seinen 2500 Metern Länge gilt er in der Naturwissenschaft als bisher tiefste Stelle der Erde.

Der Wasserdruck liegt am tiefsten Punkt bei 1170 bar. Der Marianengraben erhielt seinen Namen aufgrund seiner Lage entlang der mikronesischen Inselkette der Marianen. Er ist halbmondförmig und erstreckt sich von den Philippinen bis zur Insel Guam. Er befindet sich zu dem in der Nähe von Australien und Japan.
Der Marianengraben ist die Tiefste, jedoch nicht die längste Tiefseerinne des Planeten. 

Geologie, Erforschung und Leben im Marianengraben

Entstanden ist der Marianengraben durch Unterschiebungen von älteren mit jüngeren ozeanischen Platten. In einigen Bereichen ist der Tiefseegraben über einhundertfünzig Millionen Jahre alt.

Erstmals erforscht wurde der Marianengraben im Jahr 1899 mit dem amerikanischen Schiff “Nero”. Damals konnte man mithilfe einer Drahtlotung eine Tiefe von 9.660 Metern messen.

Die folgenden Tiefen und historischen Erforschungen folgten auf die Entdeckung im Jahr 1899:

  • 1951: Mit Hilfe von Echolotmessungen entdeckte die Besatzung des englischen Vermessungsschiffes “Challenger II” eine Tiefe von 10.916 Metern. Daher resultiert auch der Name “Challengertief“.
  • 1957: Ein sowjetisches Forschungsschiff entdeckte das “Witjastief 1″ mit einer Tiefe von 11.034 Metern
  • 1960: Jacques Piccard und Don Walsh tauchten zum ersten Mal mit einem Tauchboot in eine Tiefe von 10.916 Metern.
  • 2012: James Cameron konnte mit seinem U-Boot “Deepsea Challenger” bis zu 11.034 vordringen. Aus dieser Expedition entstanden die ersten Daten der Tiefseewelt an dieser Stelle. Drei Stunden filmte Cameron die Unterwasserwelt und brachte bannbrechende Erkenntnisse mit.

Gibt es Leben am tiefsten Punkt der Erde?

Der Marianengraben liegt ca. 2000 Kilometer östlich der Philippinen ( Bildquelle: © lesniewski - Fotolia.com )

Der Marianengraben liegt ca. 2000 Kilometer östlich der Philippinen ( Bildquelle: © lesniewski – Fotolia.com )

Durch die Expedition von James Cameron und neuesten Forschungen haben Forscher und Geologen erkannt, dass es trotz hohem Wasserdruck und ungünstiger Lebensumstände, eine Vielzahl von Lebenwesen in Form von kleinen Fischen und Mikroorganismen im Marianengraben gibt. Aufgrund der Tatsache, dass es in der Tiefsee dunkel ist, kein Sonnenlicht bis in 11.034 Meter dringt und daher keine Photosynthese möglich ist, sind diese Lebewesen sehr klein. Die Tiere sind auf “Nahrung von oben” in Form von Algen und Plankton angewiesen, das langsam in die Tiefe fällt. Das überraschende ist jedoch, dass man unter Anderem einzellige Amöben gefunden hat, die bis zu 10 cm groß waren. Außerdem wurden häufig Überreste von Riesenkalmaren gefunden.

Die Tiefsee und unser Klima

Mit Hilfe neuer Technologien wie Tauchrobotern, sowie weiteren Expeditionen wird der Informationsgehalt über den Marianengraben und die Tiefsee immer höher.

Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass die aktiven Mikroorganismen im Marianengraben den Kohlenstoffkreislauf der Erde beeinflussen. Studien in naher Zukunft werden zeigen, ob diese Mikroorganismen auch wichtig für unser Klima sind.

Challengertief 

Das Challengertief liegt rund 1.800 Kilometer östlich der Philippinen im Marianengraben und etwa 500 Kilometer südwestlich von der Insel Guam entfernt. Ihren Namen erhielt sie von dem britischen Forschungsschiff Challenger II, welches hier 1951 die tiefste Stelle am Meeresboden festlegte. Wissenschaftler sind überrascht über die Ansammlung von Leben in der Tiefe.

Rennen in die Tiefe im Marianengraben

Wissenschaftler um Jim Gardner von der Universität New Hampshire veröffentlichte am 7. Dez. 2011 Messergebnisse von einem Tauchgang eines Unterwasserroboters. Hierbei wurde eine Tiefe von 10.994 Metern festgestellt.

Vier eigenständige Gruppen arbeiteten seit einigen Jahren daran, wieder ein bemanntes Tauchboot zum Challengertief zu schicken. James Cameron war am 26. März 2012 der Gewinner dieses Rennens. Der Filmemacher erreichte mit dem Tauchboot Deepsea Challenger als erster Mensch alleine den Grund.

Mit dieser Leistung ist er der dritte Mensch, der zu der Stelle im Marianengraben gelangte.

Mikroorganismen dominierende Lebensform

Das Challengertief im Marianengraben wird von Mikroorganismen bevölkert ( Bildquelle: © sakkmesterke - Fotolia.com )

Das Challengertief im Marianengraben wird von Mikroorganismen bevölkert ( Bildquelle: © sakkmesterke – Fotolia.com )

Elf Kilometer unter dem Meer sieht es erst mal sehr karg und leer aus. Man muss schon genauer hinschauen. Es wimmelt von Mikroorganismen in den Sedimenten. Die Wissenschaftler waren verblüfft. Man schickte den Tiefsee-Lander zum Boden vom Challengertief, um mehr Informationen und Daten darüber zu erhalten.

Der Roboter fand Erstaunliches vor. Zur Sauerstoffmessung hat der Unterwasser-Roboter extrem empfindliche Sensoren, die in der Tiefe vom Challengertief noch präzise arbeiten.

Mehr Leben in der Tiefe als in höheren Regionen

Ein Team aus Wissenschaftlern um Ronnie Glud von der Universität Süddänemark stellte fest, dass eine beeindruckende, sehr aktive Mikrobengemeinschaft die Sedimente mit 1100-mal so hohem Druck wie an der Meeresoberfläche bewohnt.

In 11.000 Metern Tiefe gibt es mehr Bakterien als in 6.000 Metern. Zurückzuführen ist dies auf absinkendes organisches Material.

Die letzten weißen Flecken der Erde

Wie eine Mondlandschaft habe es im Challengertief in den Weiten vom Marianengraben ausgesehen, sagte der kanadische Filmregisseur James Cameron nach seinem Abstieg in die Unterwasserwüste. Sein Eindruck hat getäuscht.

Das Challengertief im Marianengraben ist weit mehr belebt als angenommen. Hinschauen muss man allerdings mit geeigneteren Instrumenten, als nur mit dem menschlichen Auge.

Für die Forscher ist die weitere Erforschung des Marianengrabens und der anderen Tiefseegräben, wie z.B. der Kermadec-Tonga-Graben bei den Fiji-Inseln, sehr wichtig.

Es gilt, die bakteriellen Gemeinschaften zu charakterisieren und ihr Zusammenwirken zu verstehen. Man will herausfinden, ob der mikrobielle Kohlenstoffumsatz in der Tiefsee Einfluss auf das Klima hat.

Erforschung des Marianengrabens

Der Marianengraben ist ein Tiefseegraben im Pazifischen Ozean. In dieser Tiefseerinne liegen die tiefsten Punkte der Weltmeere wie das Witjastief I und das Challenger-Tief. Die Maximaltiefe beträgt 11.034 m und es herrscht ein Druck mit 1170 bar. Der Marianengraben ist 2.400 km lang und in einem Halbmond angeordnet.

Wie verlief die Erforschung des Marianengrabens?

Die Erforschung des Marianengrabens begann bereits im 19. Jahrhundert. Der im westlichen Pazifik gelegene Graben wurde in der Challenger Mission (1872 – 1876) zum ersten Mal durch Drahtlotung gemessen. Dabei wurde eine Tiefe von 8,184 m gemessen.

In der 1877 veröffentlichten Karte “Tiefenkarte des Grossen Ozeans” von Petermann wurde der Marianengraben mit dieser Tiefe eingezeichnet. 1899 erfolgte eine weitere Messung von 9,636 m. Die Challenger II nutzte danach die Technik des Echolots und fand somit das Challengertief, welches 10,900 m unter dem Meeresspiegel liegt und bis dahin die tiefste Stelle des Meeres war.

Im Jahre 1957 machte sich das sowjetische Schiff Vityaz zur Erforschung des Marianengrabens auf und konnte das Witjastief I messen, welches bis heute als tiefste Stelle gilt.

Die Erforschung des Marianengrabens ist ein Abenteuer ( Bildquelle: © Dmytro Sukharevskyy - Fotolia.com )

Die Erforschung des Marianengrabens ist ein Abenteuer ( Bildquelle: © Dmytro Sukharevskyy – Fotolia.com )

Die ersten Menschen in dieser Tiefe waren Jacques Piccard und Don Walsh, die sich mit einem eigens dafür gebauten Tauchboot, der Trieste, am 23. Januar 1960 in diesen Graben gewagt. Sie tauchten bis auf 10.916 Meter. Das ferngesteuerte U-Boot KAIKO erreichte am 24. März 1995 den Tauchrekord, von 10,911 Meter, zur Erforschung des Marianengrabens.

2012 erreichte James Cameron für Filmaufnahmen mit der “Deepsea Challenger” den Meeresboden und bliebt dort drei Stunden.

Die größten Meerestiefen:

  • Witjastief I
  • Challengertief
  • Triestetief
  • HMRG-Tief

Menschen, die in diese Tiefen vorgedrungen sind:

  • Jacques Piccard (Schweiz)
  • Don Walsh (USA)
  • James Cameron (USA)

Weitere Informationen zur Erforschung des Marianengrabens

Der Marianengraben wird seit über 100 Jahren erforscht und stellt eine der seismisch aktivsten Gegenden der Erde dar. Zur heutigen Zeit wird er am meisten von der Washington Universität und dem Woods Hole Oceanographic Institution erforscht, im Speziellen auf die seismischen Aktivitäten.

Bis jetzt sind nur drei Menschen zur Erforschung des Marianengrabens hinabgetaucht und gelten nun als Helden der Forschung. Weitere Forschungsvorhaben im Marianengraben sind bereits geplant.

Das Witjastief

Das Witjastief gilt bis heute als tiefste Stelle des Planeten. Im Marianengraben wurde dieser Platz entdeckt. Der Marianengraben ist bis heute immer noch ein riesiges Forschungsprojekt, da die Untersuchung in dieser Tiefe unglaublich schwer ist.

Das Witjastief wurde 1957 von einem sowjetischen Forschungsschiff namens Witjas entdeckt, welche der Tiefe auch ihren Namen gab. Damals wurde es mit dem Echolot vermessen. Es ergab 11.034 Meter, der nach heutigem Wissen tiefste Punkt der Erde. Im Witjastief würde der Mount Everest verschwinden und es wären noch 2000 m Wasser darüber bis zur Oberfläche.

Heute gibt es Zweifel an der Messung und neuere Ergebnisse halten die Challengertiefe, ebenfalls im Marianengraben gelegen, für den tiefsten Punkt. Dies ist allerdings noch nicht bestätigt. Zweifel sind bei beiden Messungen angebracht, da der Meeresboden kein festes Gebilde ist, sondern unter anderem durch Seebeben und tektonische Verschiebungen ständigen Veränderungen unterliegt und nur ein Bruchteil der Meerestiefen der Erde erforscht sind.

Tauchfahrten in das Witjastief

In über 11 Kilometer Tiefe sind die Lebensbedingungen extrem schwierig. Es herrschen Temperaturen von 2–4 Grad Celsius, fast vollkommene Dunkelheit und ein unvorstellbarer Druck von 1170 bar. Dies macht die Erforschung des Witjastiefs und anderer Tiefseegräben sehr schwierig. Forschung in diesem Bereich ist technisch sehr aufwendig und teuer.

1995 wurde Kaiko, ein unbemanntes, japanisches Forschungstauchboot ferngesteuert in das Witjastief geschickt, um dort Proben vom Meeresboden zu nehmen.
Die letzte, bemannte Tauchfahrt, auf den Grund des Witjastiefs, fand im Jahre 2012 mit dem Regisseur James Cameron statt.

Leben im Witjastief

Im Witjastief leben unter anderem Pottwale, welche Riesenkalmare jagen. ( Bildquelle: © Helmut Gulbins - Fotolia.com )

Im Witjastief leben unter anderem Pottwale, welche Riesenkalmare jagen. ( Bildquelle: © Helmut Gulbins – Fotolia.com )

Trotz der lebensfeindlichen Umgebung gibt es im Witjastief mehr Leben als erwartet. Auf dem Weg in die Tiefe begegnen den Tauchern Riesenkalmare, die in einer Tiefe von 1000 m leben. Pottwale, welche die Kalmare jagen, tauchen bis 3000 m tief. Aber auch auf dem Grund des Witjastiefs finden sich viele unterschiedliche Arten von sehr aktiven Mikroorganismen und Bakterien, perfekt an das Leben unter diese Bedingungen angepasst. Sie ernähren sich von absinkenden Kadavern und Algenresten. In weiteren Untersuchungen muss herausgefunden werden, inwieweit der mikrobielle Kohlenstoffumsatz Auswirkungen auf das globale Klima der Erde hat.

James Camerons Tauchfahrt

James Cameron wagte seinen persönlichen Ausflug in den Abyss. Als erster Mensch tauchte der Titanic-Regisseur alleine in den westpazifischen Marianengraben.

Mit einem Spezial-U-Boot ging es abwärts in 10.898 Meter Tiefe. Der Kanadier sammelte Proben sowie Daten und filmte die Welt der Tiefsee. Nach drei Stunden, früher als geplant, stieg er wieder auf.

James Cameron ganz unten im Marianengraben

Das Gebiet, in das James Cameron sich vorwagte, ist für Forscher fremder als die Oberfläche des Mondes. Es liegt südwestlich, in etwa 500 Kilometer Entfernung, zur Insel Guam im Westpazifik.

Acht Jahre Vorbereitungszeit benötigte dieser Tiefsee-Trip mit der “Deepsea Challenger”, einem U-Boot für Forschungszwecke. Das Pazifikatoll Ulithi diente Camerons Team als Basisstation. Der Regisseur hatte sich auf sein Tiefseeabenteuer, mit 72 Tauchgängen, vorbereitet. 12 dieser Tauchgänge fanden bereits bei den Dreharbeiten des Filmklassikers Titanic statt.

Das U-Boot wurde kurz vor dem legendären Tauchgang noch einmal gründlich getestet. Es machte einen unbemannten Tauchgang zur Kontrolle aller Funktionen. Zuvor gab es nur ein einziges Mal einen menschlichen Vorstoß in diese enorme Tiefe. Jacques Piccard und Don Walsh erreichten 1960 das Challengertief im Marianengraben.

Rekord-Vorstoß in eine fremde Tiefseewelt

Titanic zählte zu seinen größten Erfolgen und ermöglichte für James Cameron die Tauchfahrt in den Marianengraben  ( Bildquelle: © ead72 - Fotolia.com )

Titanic zählte zu seinen größten Erfolgen und ermöglichte für James Cameron die Tauchfahrt in den Marianengraben ( Bildquelle: © ead72 – Fotolia.com )

Der Titanic-Regisseur James Cameron ging alleine, mit einem sieben Meter langen Tauchboot, auf seine persönliche Expedition zum tiefsten Punkt der Erdoberfläche, im Marianengraben.

Das gut ausgestattete U-Boot verfügte dabei über eine Saugpistole, einen Greifarm und diverse Sonden. Diese dienten der Messung von Salzgehalt, Temperatur und Wasserdruck. Bei der rekordbrechenden Tauchfahrt filmte und fotografierte James Cameron mit mehreren hochauflösenden 3-D-Kameras. Starke LED-Leuchten ermöglichten dabei eine gute Sicht in der Unterwasser-Dunkelheit.

Er sammelte ebenfalls Daten und Proben von unterschiedlichsten Sedimenten und kleinsten Tiefseebewohnern. Dabei war er im Marianengraben von einem gigantischen Wasserdruck umgeben. In einer so extremen Tiefe von mehr als 10 Kilometern liegt der Druck bei 1100 bar, das entspricht etwa einer Tonne pro Quadratzentimeter.

Ein Tiefseefan und seine Expedition

Vor seiner Tauchfahrt zur Erforschung des Marianengrabens, erklärte James Cameron, dass die Gräben der Tiefsee die letzten unerforschten Areale unseres Planeten sind. Seiner Aussage nach, bieten sie Wissenschaftlern ein umfangreiches Forschungsfeld für viele Jahre. Über die Risiken seiner Tauchfahrt war sich der Kanadier bewusst, doch er hält Angst durchaus für eine gute Sache, zumindest bei Forschungszwecken.

Tauchboot Trieste

Bis heute unerreicht ist der Tiefenrekord, den das Tauchboot Trieste am 23.01.1960 im Marianengraben aufstellte. Kein anderes Tauchboot hatte zuvor den Marianengraben befahren.

Zwar hatte es schon vorher Versuche gegeben, die Tiefe des Marianengrabens per Drahtlotung und später per Echolotung zu ermitteln, die Ergebnisse waren jedoch ungenau und wichen voneinander ab.

Die Trieste – Konstruktion und Einsatz

Die Trieste beruht auf einem schon vor dem Zweiten Weltkrieg erprobten Konzept des Schweizer Wissenschaftlers Auguste Piccard (1884-1962). Dieser entwarf und konstruierte 1952 das Tauchboot Trieste und ließ es in Italien fertigen, wo es am 26.08.1953 auslief.

Auguste Piccard nutzte die Trieste gemeinsam mit seinem Sohn Jacques Piccard (1922-2008) für eigene Forschungsvorhaben und erzielte vorübergehend, durch einen Tauchgang vor der italienischen Insel Ponza, einen Tiefenrekord.

Die Trieste erfroschte als erstes Tauchboot den Marianengraben ( Bildquelle: © keite50 - Fotolia.com )

Die Trieste erfroschte als erstes Tauchboot den Marianengraben ( Bildquelle: © keite50 – Fotolia.com )

Im Jahre 1958 verkauften die Piccards die Trieste an die US Navy, die umfangreiche Änderungen vornehmen ließ, um größere Tauchtiefen zu erreichen. So wurde die Druckkörperkugel (Bathysphäre) durch eine neue, in Essen, bei Krupp Maschinenbau produzierte Kugel für Tauchtiefen bis 11.000 m, ersetzt. Sicherheitsaspekten wurde große Aufmerksamkeit gewidmet.

Als Ballast dienten mit Magneten fixierte Stahlkugeln, die sich bei Stromausfall gelöst und ein Auftauchen ermöglicht hätten. Zur Höhenregulierung waren 85 Kubikmeter Benzin an Bord, das zum Sinken abgelassen und durch Wasser ersetzt wurde.

Der Rekord-Tauchgang im Marianengraben

Der Tauchgang, der die Trieste berühmt machte, fand am 23.01.1960 im Challengertief, der tiefsten Stelle im Marianengraben, statt. Jacques Piccard und der US-Amerikaner Don Walsh gelangten nach einer Tauchphase von ca. viereinhalb Stunden bis auf etwa 10.910 m Tiefe.

In diesem Bereich, der später zur Erinnerung die Bezeichnung “Triestetief” erhielt, sank die Wassertemperatur auf 1,8 Grad C. Auf dem Tauchboot lastete eine Wassersäule von mehr als 40 Millionen Tonnen. Nach gelungener Tauchfahrt setzte die US Navy die Trieste noch für Suchfahrten ein, ersetzte diese jedoch bald durch die Trieste II, wobei der bisherige Druckkörper weiter genutzt wurde.

Danach wurden zur Erforschung des Marianengrabens keine bemannten Tieftauchgänge mehr durchgeführt. Erst im Jahre 2012 gelangte der US-Amerikaner James Cameron mit der “Deepsea Challenger” im Marianengraben bis in 10.898 m Tiefe.