Satellitenaufnahme Clarion- und die Clipperton- Bruchzonen
In der Satellitenaufnahme sind die Clarion- und die Clipperton-Bruchzonen gut zu erkennen.

Manganknollen und die Schätze in der Tiefe


Manganknollen aus der Tiefsee sind in der Industrie heiß begehrt. Aber wie wird sich ihr Abbau auf die Tiefseefauna auswirken?

Es ist eine lange Reise in die Tiefe. Im Scheinwerferlicht des Videoschlittens glitzern winzige Schwebeteilchen, bis er endlich, vier Kilometer unter der Oberfläche, den Meeresboden erreicht hat. Wie eine exotische Pflanze reckt sich ein kugelförmiger Schwamm an seinem Stiel nach oben. Langsam zieht der Videoschlitten über ihn hinweg. Schlangensterne kommen ins Sichtfeld, halb im graubraunen Tiefseeton verborgen. Es ist wie das Fenster zu einer fremden Welt.

Bodenschätze der besonderen Art 

Lange Zeit wurde die Tiefsee für eine unterseeische Wüste gehalten, in der nur wenige Tiere überleben können. Tatsächlich aber ist die Biodiversität in den Tiefseeebenen enorm, und noch immer sind über 90 % der Arten nicht beschrieben. Trotzdem zieht noch etwas anderes die Menschen in die Tiefsee: die sogenannten Manganknollen, kartoffelgroße, pechschwarze Agglomerate, die verstreut auf dem Meeresboden liegen. Die Knollen enthalten einige für unseren
Alltag wichtige Metalle wie Kupfer, Kobalt, Gold, Indium, Germanium und natürlich Mangan. Wir halten sie täglich in Form von Smartphones, Tablets
oder Digitalkameras in unseren Händen.

Entdeckt wurden die „polymetallischen Knollen“ bereits im Jahre 1873, aber erst steigende Rohstoffpreise brachten sie der Menschheit zurück ins Gedächtnis. Da diese Knollen hauptsächlich außerhalb der ausschließlichen Wirtschaftszonen der meisten Länder vorkommen, darf kein einzelner Staat über ihren Abbau bestimmen. Zum Schutz der Tiefsee wurde im Jahr 1982 die Internationale Seebodenbehörde (ISA) gegründet. Die ISA regelt alle Anliegen des Tiefseebergbaus in internationalen Gewässern. Unter anderem vergibt sie Lizenzen für Gebiete zur Erforschung eines möglichen Manganknollenabbaus in der Clarion-Clipperton-Bruchzone und im zentralindischen Tiefseebecken.

Lebenraum Tiefsee – Ein sensiblees Ökosystem

Während sich die Lizenznehmer hauptsächlich für die Manganknollen interessieren, erforschen wir von Senckenberg die Lebensgemeinschaften und die Diversität der Tiere in den betroffenen Gebieten. Dazu gehören nicht nur die großen Organismen der Megafauna wie Schwämme und Stachelhäuter, die wir auf dem Sediment beobachten können. Auch mikroskopische Ruderfußkrebse und Fadenwürmer aus dem Sediment tragen zur Diversität bei, genau wie Borstenwürmer, Asseln, Moostierchen und viele weitere Tiergruppen. Schließlich ist es wichtig zu wissen, wie das Leben in der Tiefsee funktioniert,
bevor es durch den Abbau der Manganknollen beeinflusst und gestört wird. Zu diesem Thema arbeiten am Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung im Moment mehrere Wissenschaftler, unter anderem in den Projekten JPIOceans und MANGAN.

Der Abbau von Manganknollen wurde bereits mehrmals simuliert, um die Folgen für die Tiefseefauna abschätzen zu können. Wie sich herausstellte,
ist er für einige Tiergruppen verheerend: Sogar 26 Jahre nach einem solchen Experiment im französischen Lizenzgebiet waren die Anzahl und die Diversität der Fadenwürmer in der betroffenen Region noch stark vermindert. Selbst unsere eigenen Untersuchungen hinterlassen deutliche Spuren in der Tiefsee. Im Jahr 2015 wurden einige frühere Probennahmestellen mit einem Remotely Operated Vehicle – kurz: ROV – erneut angefahren. Hier war die Dichte von großen Organismen, wie Schlangensternen, Seegurken, Schwämmen und Korallen, in den Spuren der Epibenthos-Schlitten deutlich geringer als außerhalb der Spuren. Diese Ergebnisse sind alarmierend. Bereits so geringe Eingriffe wie die unserer Probenahmegeräte führen zu einer anhaltenden Störung der
Lebenswelt auf dem Meeresboden. Wir können nur erahnen, was ein großflächiger kommerzieller Abbau der Manganknollen für die Tiefsee
bedeuten würde. Denn dort finden wir eine gewaltige Biodiversität, von der wir bisher nur Bruchteile erfassen konnten. Und genau dieser Mangel an Wissen macht unsere Arbeit in der Tiefsee so wichtig.

Grafik Clario Clippert Zone
Der Manganknollengürtel im Pazifik erstreckt sich zwischen Mexiko und Hawaii. Mittlerweile hat die Internationale Seeboden-Behörde (ISA) dort 16 Explorationsgebiete vergeben.
Prof. Dr. Pedro Martínez Arbizu
Prof. Dr.  Pedro Martínez Arbizu
promovierte in Oldenburg, bevor er als Professor nach Brasilien berufen wurde. Im Jahr 2000 kam er nach Oldenburg zurück, um das DZMB aufzubauen und dessen Leitung zu übernehmen. Einer seiner wissenschaftlichen Schwerpunkte ist die Erforschung der Biodiversität in den vom Tiefseebergbau betroffenen Gebieten.

Begutachtete Publikationen: 

2015
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2001
MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2001): Hemicyclopidae fam. nov. a new monophyletic group of marine cyclopinid Cyclopoida (Copepoda: Crustacea), with description of one new genus and two new species. SENCKENBERGIANA BIOLOGICA 81: 37-54

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2001): Psammocyclopinidae fam. nov., a new monophyletic group of marine Cyclopoida, with the description of Psammocyclopina georgei sp. nov. from the Magellan Region. Revista Brasileira de Zoologia 18: 1325-1339

ELWERS, K., MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2001) & F. FIERS (2001): The genus Pseudocyclopina (Copepoda: Cyclopoida) in Antarctic waters: Redescription of the type-species P. belgicae (Giesbrecht, 1902) and description of four new species. Ophelia 54: 143-165

2000 
MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2000):
 Giselinidae fam. nov., a new monophyletic group of cyclopoid copepods (Copepoda: Crustacea) from the Atlantic deep sea. Helgoland Marine Research 54: 190-212

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2000): A new species of Cyclopetta from the Laptev Sea (Arctic Ocean), with the recognition of Cyclopettidae fam. nov., a new monophylum of free-living Cyclopoida (Copepoda). Bulletin De l´Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique 70: 91-101

1999
MARTÍNEZ ARBIZU, P. & D. JAUME (1999):
 New hyperbenthic species of Misophriopsis and Misophriella, first record of misophrioid copepods (Crustacea) from Antarctic waters. Helgoland Marine Research 53: 102-117.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1999): New Erebonasteridae (Crustacea: Copepoda) from the Arctic Vilkitzky Strait and from a Pacific hydrothermal vent site (northern Fiji Basin). Journal of Crustacean Biology 19: 93-105.

Werner, I. & P. MARTÍNEZ ARBIZU (1999): The sub-ice fauna of the Laptev Sea and the adjacent Arctic Ocean in summer 1995. Polar Biology 21: 71-79.

1998
MARTÍNEZ ARBIZU, P., VANAVERBEJE, J. SCHMINKE, H. K. & H.-U. DAHMS (1998):
 The meiobenthos in the Arctic Laptev Sea. Berichte zur Polarforschung 277: 79-80.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. & G. MOURA (1998): Atergopediidae, a new family of harpacticoid copepods (Crustacea) from oligothrophic Arctic sediments. Zoologische Beiträge 38(2): 189-210.

1997
JANETZKY, W., MARTÍNEZ ARBIZU, P. & J. REID (1997): Attheyella (Canthosella) mervini sp. n. (Canthocamptidae, Harpacticoida) from Jamaican bromeliads. Hydrobiologia 339: 123-135.

VANAVERBEKE, J., MARTÍNEZ ARBIZU, P., DAHMS, H.-U. & H. K. SCHMINKE (1997): The metazoan meiobenthos along a depth gradient in the Arctic Laptev Sea, with special attention to nematode communities. Polar Biology 18: 391-401.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1997): A new genus of cyclopinid copepods (Crustacea), with a redescription of Smirnovipina barentsiana comb. nov. (Smirnov, 1931). SARSIA 82: 313-323.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1997): Parastenocaris hispanica n. sp. (Copepoda: Harpacticoida: Parastenocarididae) from hyporheic groundwaters in Spain and its phylogenetic position within the fontinalis-group of species. Contributions to Zoology 66(4): 215-226.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1997): Cyclopicina sirenkoi sp. n. (Copepoda: Cyclopinidae) from deep waters in the Laptev Sea (Arctic Ocean), with comments on the phylogenetic relationships of copepod orders. Senckenbergiana biologica 77: 89-99.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1997): Sarsicopia polaris gen. et sp. n., (Crustacea: Copepoda) the first Platycopioida from the Arctic Ocean, and its phylogenetic significance. Hydrobiologia 350: 35-47.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1997): The monophyly of Erebonasteridae, with the description of Centobnaster severnicus sp. n. (Copepoda: Poecilostomatoida) from the Laptev Sea (Arctic Ocean). Zoologischer Anzeiger 235: 263-270.

1996
MARTÍNEZ ARBIZU, P. & S. SEIFRIED (1996): The phylogenetic position of Arcticomisophria bathylaptevensis gen. et sp. n. (Crustacea: Copepoda) a new misophrioid from hyperbenthic deep-sea waters in the Laptev Sea (Arctic Ocean). Sarsia 81: 285-295.

1994
MARTÍNEZ ARBIZU, P. & G. MOURA (1994):
 The phylogenetic position of the Cylindropsyllinae Sars (Copepoda, Harpacticoida) and the systematic status of the Leptopontiinae Lang. Zoologische Beiträge 35 (1): 55-77.

1989
DIES, J. I., PARDO, R. & P. MARTÍNEZ ARBIZU (1989):
 Breve análisis de los censos realizados por la Est. Orn. Albufera en el Litoral Atlántico Marroqui. Medi Natural 1 (1-2): 97-102.

1988
MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1988):
 Coastal and Dune management at Devesa de L’Albufera, Valencia (Spain). Eurodunes (2): 15-17.

Book Chapters

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1991): Porrón Común (Aythya ferina). – In Urios et al. (eds.): Atlas de las aves nidificantes de la comunidad valenciana. Generalitat Valenciana, 428pp.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1991): Chorlitejo Patinegro (Charadrius alexandrinus). In: Urios et al. (eds.): Atlas de las aves nidificantes de la comunidad valenciana. Generalitat Valenciana, 428pp.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1991): Buitrón (Cisticola juncidis) in Urios et al. (eds.): Atlas de las aves nidificantes de la comunidad valenciana. Generalitat Valenciana, 428pp.

Short Notes and Cruise Reports 

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2004): Meiofauna Studies. p 159.  In: Galeron, J. & Fabri M.-C. (eds.): Rapport de Campagne. Nodinaut 17 mai- 28 juin 2004 N/O L´Atalante – Nautile. Direction des Recherches Océaniques, Dep. Env.Prof. IFREMER. 1-177

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (2003): Species diversity of benthic copepods and loriciferans in the Southern Ocean, p 56-57. In: Fütterer, D., Brandt, A. & G. C. B. Poore (eds.): The Expeditions ANTARKTIS-XIX/3-4 of Research Vessel POLARSTERN in 2002 (ANDEEP I and II: Antarctic benthic deep-sea biodiversity-colonization history and recent community patterns). Berichte zur Polarforschung 470, 174pp. 

MARTÍNEZ ARBIZU, P. & SCHMINKE, H.K. (1999): Benthos and Sediments Studies – Metazoan Meiofauna. Pp 100 – 101. In: Nellen, W. (ed.) M 42/3 Cruise Report: Seamount Ecology (SEAMEC)

VANAVERBEKE, J., MARTÍNEZ ARBIZU, P., DAHMS, H.-U. & H.K. Schminke (1998): The metazoan meiobenthos along a depth gradient in the Arctic Laptev Sea with special attention to nematode communities. Biol. Jb. DODONEA, 65: 191-192

DEBENHAM, N.J., FERRERO, T.J., MARTÍNEZ ARBIZU, P., & G. MOURA (1997): Meiobenthos. In Fahrbach, E. & D. Gerdes (eds.): The Expedition ANTARKTIS XIII/4-5 of the Research Vessel „Polarstern“ in 1996. Berichte zur Polarforschung 239: 66-68.

DAHMS, H.-U., MARTÍNEZ ARBIZU, P., SCHMINKE, H. K. & E. WILLEN (1995): Meiofauna in polaren Meeresgebieten. In Wiencke, C. & Arntz, A. (eds.) Benthos in polaren Gewässern. Berichte zur Polarforschung 155: 52-53.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. (1994): Meiofauna. In Fütterer, K. (ed.): The expedition ARCTIC´93 leg ARK-IX/4 of RV „Polarstern“ 1993. Berichte zur Polarforschung 149: 94-97.

MARTÍNEZ ARBIZU, P.. & J. I. DIES (1987): Escribano nival (Plectrophenax nivalis) en El Saler, Valencia. ARDEOLA vol. 34 (2): 292.

MARTÍNEZ ARBIZU, P., J. C. DOLC & J. I. DIES (1987): Chorlito Carambolo (Eudromias morinellus) diversas citas para la Comunidad Valenciana. ARDEOLA vol. 34 (2): 284.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. & J. I. DIES (1987): Porrón bastardo (Aythya marila) observado en L’Albufera de Valencia. ARDEOLA vol. 34 (2): 279.

DIES, J. I. & P. MARTÍNEZ ARBIZU (1987): Porrón pardo (Aythya nyroca) invernante en L’Albufera de Valencia. ARDEOLA vol. 34 (2): 279.

DIES, J. I. & P. MARTÍNEZ ARBIZU (1987): Cerceta pardilla (Marmaronetta angustirostris) como invernante en L’Albufera de Valencia. ARDEOLA vol. 34 (2): 279.

MARTÍNEZ ARBIZU, P. & J. I. DIES (1987): Espatula (Platalea leucorodia) en L’Albufera de Valencia. ARDEOLA vol. 34 (2): 278.

DIES, J. I. & P. MARTÍNEZ ARBIZU (1987): Colimbo Artico (Gavia arctica) en la playa del Saler. ARDEOLA vol. 34 (2): 277.

Uwe Raschka
Uwe Raschka
schreibt seit 2015 seine Doktorarbeit am DZMB über Meiofauna, speziell Copepoda, aus der Clarion Clipperton Fracture Zone (CCZ). In seiner Masterarbeit an der Carl-von-Ossietzky- Universität Oldenburg widmete er sich makrobenthischen Organismen der CCZ. Im Verlauf dieser Arbeiten nahm er bereits an drei Expeditionen in die CCZ teil.
Forschungsgebiete
  • Biodiversität der Meiofauna in der CCZ
  • Connectivit of Copepods in the CCZ
Katja Uhlenkott
Katja Uhlenkott
studierte Biologie an der Universität Oldenburg und nahm bereits während ihres Studiums an einer Expedition ins pazifische Manganknollengebiet teil. Seit 2016 arbeitet sie im Projekt MANGAN am Deutschen Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (DZMB). Dort untersucht sie die Meiofaunagemeinschaften im deutschen Lizenzgebiet zur Manganknollenexploration

Forschungsgebiete:
Verbreitungsmodelle für die Tiefseefauna im Manganknollen-Gürtel in der Clarion Clipperton Fracture Zone (CCZ), Pazifik

Seit langem gibt es Überlegungen, in der Clarion Clipperton Bruchzone (CCZ) polymetallische Knollen abzubauen. Aufgrund der Tiefe von mehr als 4000 Metern und der Größe des möglichen Abbaugebiets, ist es schwierig die Tiefseefauna flächendeckend zu untersuchen. Insbesondere die Meiofauna lässt sich aufgrund der geringen Größe der Tiere und ihre hohe Individuenzahl im Sediment nur mit großem Aufwand untersuchen.
Deswegen verwenden wir das machine learning tool „random forest“ um Verbreitungsmodelle für verschiedene Taxa der Meiofauna zu berechnen. Gemeinsam mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) erproben wir die Anwendbarkeit dieser Modelle sowohl direkt für die Untersuchung der Verbreitung der Meiofauna, als auch für die Auswahl aussagekräftiger Positionen zur Probennahme.