Im Grimsey-Hydrothermalfeld am Meeresboden vor Nordisland stoßen Anhydritschlote in etwa 400 m Tiefe bis zu 251 °C heißes Fluid aus. Die Bilder rund um die Schlote zeigten jedoch Seeanemonen, Schwämme, Garnelen und andere Tiere, und die bis zur Art bestimmten waren weit verbreitete Arten des benachbarten Schelfs. Ein Team des deutschen Senckenberg-Instituts, des Königlich Niederländischen Instituts für Meeresforschung (NIOZ) und von Partnerinstituten untersuchte das Feld zusammen mit dem flacheren Kolbeinsey-Feld in etwa 100 m Tiefe und berichtete am 10. November 2026 in Frontiers in Marine Science darüber.
Worin unterscheiden sich das Grimsey- und das Kolbeinsey-Feld?
Die wichtigsten Unterschiede sind Tiefe und Geologie des Meeresbodens: Das flache Kolbeinsey-Feld sitzt auf Basaltlava, das tiefere Grimsey-Feld dagegen in Sedimenten.
Island liegt auf dem Mittelatlantischen Rücken, wo das Auseinanderdriften der Platten und die Aktivität eines Hotspots für häufigen Magmatismus sorgen. Das Kolbeinsey-Feld liegt nahe dem Kamm des Kolbeinsey-Rückens, der vor der Nordküste der Insel verläuft, in etwa 100 m Tiefe. Das Grimsey-Feld liegt tiefer, in etwa 400 m, in der Tjörnes-Bruchzone, einer Transformstörungszone.
| Kolbeinsey-Feld | Grimsey-Feld | |
|---|---|---|
| Wassertiefe | etwa 100 m | etwa 400 m |
| Meeresboden | Kissenlava und Geröll, keine Schlote | Anhydritschlote und heiße Sedimente an ihrem Fuß |
| Höchste gemessene Temperatur | etwa 162 °C in Gesteinsspalten | je nach Schlot 169 bis 251 °C (in den Austrittsöffnungen) |
| Umgebendes Meerwasser | 5 bis 6 °C | 2 °C |
| Tiere auf den Bildern | 65 Taxa, 7.362 Individuen auf 719 Bildern | 35 Taxa, 542 Individuen auf 265 Bildern |
In Grimsey wurden bei den Tauchgängen 2021 und bei der Vermessung mit einem autonomen Unterwasserfahrzeug (AUV) 2023 neun Schlote beobachtet. Sie reichten von eher weichen, etwa 20 bis 100 cm großen Gebilden bis zu einem etwa 6 m hohen Schlot auf einer rund 15 m breiten Ablagerung. Frühere Studien berichteten, dass das Fluid hier beim Austritt sieden und Blasenfahnen bilden kann. Das Sediment zwischen den Schloten war von Löchern durchsetzt, die möglicherweise von austretendem Gas stammen. An Bord geholte Sedimentkerne gaben noch etwa 3,5 Stunden lang Gasblasen ab.
Die Studie hebt hervor, dass sedimentgebundene Systeme mit massiven Anhydritschloten weltweit selten sind, und bezeichnet das Grimsey-Feld als wertvollen Referenzort für künftige Forschung.
Wie wurden die beiden Felder untersucht?
Kern der Arbeit war die Expedition IceAGE_KR mit dem Forschungsschiff RV Pelagia vom 1. bis 15. Juli 2021. Dabei absolvierte der ferngesteuerte Tauchroboter (ROV) PHOCA des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel 12 Tauchgänge in den beiden Feldern, die im Mittel 4 Stunden 23 Minuten dauerten.
Das Team zog im Abstand von zehn Sekunden 19.000 Bilder aus den Tauchvideos. Auf 984 ausgewählten Bildern zählte es die größeren Tiere (Megafauna) und ordnete den Untergrund jedes Bildes als Lava, Mikrobenmatte oder Sediment ein. Um die kleineren Tiere zu erfassen, die auf Bildern fehlen (Makrofauna über 1 mm), nahm das ROV 38 Proben von Gestein, Schlotbruchstücken, Sediment und mehr, und ein Multicorer stach vier Sedimentkerne aus. An 30 der 38 Probenorte wurde mit dem Temperaturfühler des ROV gemessen; Stellen, die wärmer als das umgebende Meerwasser waren, galten als von Fluiden beeinflusst. An den übrigen Orten dienten flimmerndes Wasser oder Matten im Video als Kriterium.
In Grimsey fuhr das GEOMAR-AUV Anton 2023 weniger als 25 m über dem Meeresboden und kartierte etwa 1,4 km² mit einer Auflösung von rund 40 cm. Die Karte zeigt zahlreiche gerade Furchen, deren Größe und Form nach der Studie mit alten Eisberg-Pflugspuren vereinbar sind, nicht zu Spuren von Fanggeräten.
Gab es Tiere direkt an den Quellen?
Wo der Einfluss der Fluide am stärksten war, tauchten auf den Bildern kaum größere Tiere auf, doch die Proben zeigten, dass kleine Tiere dicht an den Quellen leben.
Im Zentrum des Kolbeinsey-Feldes erreichten Gesteinsspalten etwa 162 °C, doch das Wasser kühlte sich beim Mischen mit Meerwasser auf kurzer Strecke auf etwa 10 °C ab. Weiße Mikrobenmatten bedeckten die Umgebung und waren auf 25 % der Bilder zu sehen. Auf den Matten zählte das Team höchstens 1,8 Tiere pro Bild, weniger als ein Sechstel der 11,4 bis 21,5 auf Kissenlava, Geröll und Blöcken. Auf der Kissenlava fielen Moostierchen und Weichkorallen auf. Rotbarsche der Gattung Sebastes waren auf mehr als der Hälfte der Kissenlava-Bilder zu sehen.
Von den 2.000 in Kolbeinsey gesammelten kleinen Tieren stammten 1.845 von fluidbeeinflusster Kissenlava mit etwa 10 °C. Matten auf Sediment, das in 10 bis 15 cm Tiefe 40 bis 90 °C erreichte, lieferten dagegen nur fünf Tiere aus fünf Proben.
In Grimsey waren auf 60 % der Bilder Mikrobenmatten zu sehen, meist auf den Schlotoberflächen. Auf den Schloten wurden nur 0,4 Tiere pro Bild gezählt, aber 17 Taxa nachgewiesen, darunter Seeanemonen der Gattung Hormathia und Wellhornschnecken der Familie Buccinidae. Von den 542 Tieren wurden 416 auf dem feinen Sediment zwischen den Schloten gezählt, und der Schwamm Craniella stellte mit 361 Individuen fast 90 % davon. In der Nähe der Schlote sah das Team außerdem die kommerziell befischte Nördliche Garnele Pandalus borealis.
Die Studie betont, dass die geringe Zahl sichtbarer Tiere auf den Matten nicht als geringe Besiedlung gedeutet werden darf. Die 24 Proben aus Grimsey enthielten 274 kleine Tiere, die meisten, 108, aus Matten auf Schloten (5 bis 18 °C). Die Sedimentprobe mit der höchsten gemessenen Temperatur von 155 °C enthielt keine.
Einige Seeanemonen in der Nähe der Quellen waren mit einem weißen, fädigen Belag bedeckt, der vermutlich mikrobiellen Ursprungs ist. Die Studie betont, dass dies allein kein Beleg für eine Symbiose mit Mikroben ist. Wegen seiner mittleren Tiefe hält die Studie das Grimsey-Feld jedoch für einen möglicherweise geeigneten Ort, um nach chemosynthetischen Assoziationen zu suchen.
Warum wurden keine Tiere beobachtet, die nur an Hydrothermalquellen leben?
Die Studie sieht ihre Ergebnisse weitgehend im Einklang mit dem, was von Flachwasserquellen und von Schelfquellen ähnlicher Tiefe bekannt ist. Flachwasserquellen in den oberen 200 m liegen dort, wo durch Photosynthese erzeugte organische Substanz reichlich vorhanden ist; ihre Gemeinschaften gelten daher als überwiegend aus denselben Tieren bestehend wie der umgebende Schelf. Nur wenige Arten sind bekannt, die ausschließlich an solchen Quellen leben.
Tiefseequellen sind dagegen für dichte Bestände endemischer Tiere bekannt, die auf Chemosynthese angewiesen sind. In Kolbeinsey und Grimsey tauchte keines der Taxa auf den Bildern auf, die als obligate Bewohner von Flachwasserquellen gelten, und die bestimmten Arten sind weit verbreitete boreale und arktische Schelfarten. Die kleinen Tiere (Makrofauna) wurden nur bis zu groben Gruppen bestimmt, daher lässt sich nicht ausschließen, dass es doch reine Quellenarten gibt. Die Studie vergleicht auch andere Felder im Nordatlantik und verweist darauf, dass das tiefere Feld Loki’s Castle (etwa 2.300 m) eine spezialisierte Quellenfauna beherbergt.
| Hydrothermalfeld | Lage | Tiefe | Fauna (laut Studie) |
|---|---|---|---|
| Kolbeinsey | Kolbeinsey-Rücken | etwa 100 m | regionale Schelfarten; keine quellengebundenen Arten beobachtet |
| Grimsey | Tjörnes-Bruchzone | etwa 400 m | ebenso; kleine Tiere auch in heißem Sediment und an Schloten |
| Jan-Mayen-Felder | südlicher Mohns-Rücken | 500 bis 750 m | fast nur regionale bathyale Arten; die meisten Konsumenten nutzen photosynthetisch erzeugte organische Substanz |
| IceAGE-Feld | Reykjanes-Rücken | 650 m | weit verbreitete Taxa wie die nordostatlantische Seepocke Bathylasma hirsutum |
| Loki’s Castle | gleiches Rückensystem wie der Mohns-Rücken | etwa 2.300 m | spezialisierte Quellenfauna |
Die Studie vermutet, dass tiefenabhängige Unterschiede in der Produktivität, die Topografie der Rücken und die Vernetzung von Populationen die Evolution einer endemischen Quellenfauna beeinflussen könnten. Von den 721 Hydrothermalfeldern der InterRidge-Datenbank sind 666 nachweislich oder vermutlich aktiv. Weltweit sind nur einige Dutzend Flachwasserquellen bekannt, und solche in hohen Breiten gehören laut der Studie zu den am wenigsten untersuchten Systemen.
Die Fischereisperrung bei Grimsey und die Empfehlungen der Studie
Vom 1. August 2026 bis zum 30. September 2028 sind in einem etwa 3,4 km² großen Gebiet, das das Grimsey-Feld einschließt, nach einer Verordnung des isländischen Industrieministeriums alle Fanggeräte verboten. Die Studie beschreibt die Sperrung als einen bereits getanen ersten Schritt zum Schutz.
Weder die ROV-Aufnahmen noch die AUV-Karte zeigten Schäden durch grundberührende Fischerei. Da nur ein kleiner Teil jedes Feldes untersucht wurde und ältere Spuren vergehen können, betont die Studie jedoch, dass dies keine Bewertung des Fischereidrucks in der weiteren Region ist. An isländischen Quellen auf dem Reykjanes-Rücken wurde bereits verlorenes Fanggerät dokumentiert. Im weiteren Gebiet nördlich von Island gibt es zudem Fanggründe der Nördlichen Garnele. Die Forschenden empfehlen, beide Felder aktiv vor grundberührender Fischerei und anderen Störungen zu schützen, und halten eine ähnliche Maßnahme wie in Grimsey auch für Kolbeinsey für möglich.
Ein weiteres Beispiel aus hohen Breiten für Lebensgemeinschaften am Meeresboden, die eng mit ihrer Umgebung verknüpft sind, ist die Studie, die Schwamm- und Korallengemeinschaften der Tiefsee vor Alaska mit Strömungen und Wassermassen verknüpfte.
Was man beim Lesen der Zahlen beachten sollte
Die „65 Taxa“ und „35 Taxa“ in der Tabelle sind nicht unbedingt Arten. Von den 85 auf den Bildern gezählten Einheiten wurden 29 bis zur Art oder Gattung bestimmt, 22 sind informelle Morphotypen. Kolbeinsey wirkt reicher, auch weil dort etwa 14-mal so viele Individuen gezählt wurden. Auf 542 Individuen standardisiert kommt Kolbeinsey auf 36,5 Taxa, nahe an den 35 von Grimsey.
Auch die Bildanteile (55 % Kissenlava in Kolbeinsey, 60 % Mikrobenmatten in Grimsey usw.) beschreiben die gefilmte Fläche, nicht die Fläche jedes Feldes insgesamt. Die Forschenden räumen selbst ein, dass sich der Einfluss der Fluide nur dann vom Einfluss des Untergrunds trennen lässt, wenn vergleichbarer Meeresboden außerhalb der Felder als Kontrolle beprobt wird. Ob Rotbarsche und Garnelen die Felder als Rückzugsort oder Nahrungsgrund nutzen, ist noch nicht geprüft. Unbekannt ist auch, wie weit der Einfluss der Fluide reicht, und damit die tatsächliche Größe jedes Feldes. Die Studie versteht die neuen Daten als Ausgangswert, um künftige Veränderungen zu verfolgen, und sieht beide Felder als Kandidaten für künftigen Schutz. Die Fauna von Kolbeinsey war schon zuvor beschrieben worden, in Arbeiten seit 1989, die von Grimsey war laut der Studie dagegen noch nicht beschrieben.
