Marianengraben – Tiefe, Entdeckung und Leben in der Tiefsee

Der Marianengraben gilt als tiefste Stelle der Weltmeere und fasziniert Wissenschaftler sowie die Öffentlichkeit seit seiner Entdeckung im 19. Jahrhundert. Die Tiefseerinne im westlichen Pazifischen Ozean erreichte weltweite Bekanntheit durch Expeditionen berühmter Entdecker und Tiefseeforscher.

Mit einer Tiefe von knapp 11.000 Metern übertrifft der Marianengraben jeden anderen bekannten Punkt der Erdoberfläche. Am tiefsten Punkt, dem Challengertief, herrschen Bedingungen, die bis vor wenigen Jahrzehnten als unvereinbar mit Leben galten. Aktuelle Forschungen zeigen jedoch, dass selbst in diesen extremen Tiefen Organismen existieren, die sich an den gewaltigen Druck und die völlige Dunkelheit angepasst haben.

Die Erforschung des Marianengrabens bleibt eine der größten Herausforderungen der Ozeanographie. Trotz modernster Technik wurden bisher nur wenige bemannte Tauchgänge in die Tiefe unternommen. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern wertvolle Daten über tektonische Prozesse, die Entstehung von Leben unter Extrembedingungen und die Zusammensetzung der Erdkruste.

Wie tief ist der Marianengraben?

Der Marianengraben erreicht im Challengertief eine Tiefe von etwa 10.900 bis 11.000 Metern unter dem Meeresspiegel. Präzise Messungen der letzten Jahrzehnte ergaben unterschiedliche Werte, die jeweils auf modernen Vermessungsmethoden basieren. Der wissenschaftliche Konsens liegt bei 10.935 ± 6 Metern, während die bisher genaueste Einzelmessung aus dem Jahr 2014 einen Wert von 10.984 ± 25 Metern angibt.

• Tektonische Plattenkollision verursacht die aussergewöhnliche Tiefe durch Subduktion der Pazifischen Platte unter die Philippinische Platte.
• Mehr als 95 Prozent der Tiefseerinne bleiben unerforscht, was sie zu einem der am wenigsten bekannten Lebensräume der Erde macht.
• Extremes Leben existiert trotz Drucks, Kälte und vollständiger Dunkelheit in Form von Extremophilen und Foraminiferen.
• Der Druck am Grund beträgt über 1.000 Atmosphären – genug, um jeden ungeschützten Gegenstand zu zerdrücken.
• Seit 1875 wurden lediglich 13 bemannte Tauchgänge bis November 2020 registriert.
• Die erste präzise Echolot-Messung von 10.899 Metern erfolgte 1951 durch ein britisches Forschungsschiff.

Wo liegt der Marianengraben?

Geographische Lage und Umgebung

Der Marianengraben erstreckt sich über etwa 2.550 Kilometer entlang des Meeresbodens im westlichen Pazifischen Ozean. Die Tiefseerinne liegt ungefähr 2.000 Kilometer östlich der Philippinen und rund 200 Seemeilen südwestlich der Insel Guam. Diese abgelegene Lage inmitten des Pazifiks macht Expeditionen besonders aufwendig und kostspielig. Für weitere Informationen über die Geographie des Pazifiks empfiehlt sich ein Blick auf die Geographie des Pazifischen Ozeans.

Die nächste Landmasse bilden die Mariannen-Inseln, ein Archipel, das dem Graben seinen Namen gab. Der Meeresboden in dieser Region fällt steil ab, wobei die Ränder des Grabens bis zu 11.000 Meter tiefer liegen als die umgebenden Meeresböden. Der Puerto-Rico-Graben im Atlantik erreicht beispielsweise nur 8.600 Meter, der Java-Graben im Indischen Ozean lediglich 7.700 Meter.

Geologische Entstehung

Die aussergewöhnliche Tiefe des Marianengrabens resultiert aus der Subduktion zweier Lithosphärenplatten. Die massive Pazifische Platte schiebt sich hier unter die kleinere Philippinische Platte, wobei der Ozeanboden regelrecht in die Erdkruste gedrückt wird. Dieser Prozess, der seit Millionen von Jahren andauert, schuf die heute bekannte V-förmige Rinne am Meeresgrund.

Anders als flachere Gräben weltweit entstand der Marianengraben durch eine besonders aktive und steil abfallende Subduktionszone. Die Kollision der Platten erzeugt zudem erhöhte seismische Aktivität in der Region, was die Erforschung zusätzlich erschwert. Vulkanische Phänomene wie Black Smoker (hydrothermale Quellen) wurden in der Nähe dokumentiert.

Wer hat den Marianengraben entdeckt?

Die HMS Challenger Expedition 1872–1876

Die systematische Erforschung des Marianengrabens begann am 23. März 1875 während der britischen HMS Challenger-Expedition. Bei Messpunkt 225 registrierten die Forscher eine Tiefe von 8.184 Metern (4.600 nautische Faden) – den tiefsten jemals bis dahin gemessenen Punkt der Weltmeere.

Die Expedition gilt als Geburtsstunde der modernen Ozeanographie. Finanziert mit etwa 15 Millionen Euro in heutiger Währung, dauerte die Reise Jahre und erfasste umfassende Daten zu Ozeanboden, Meeresströmungen und mariner tierwelt. Die Auswertung der gewonnenen Proben und Messungen nahm anschliessend weitere 20 Jahre in Anspruch.

Moderne Expeditionen und Tauchrekorde

Bis November 2020 unternahmen lediglich 13 Personen bemannte Tauchgänge in die Tiefen des Marianengrabens. Der erste Meilenstein gelang am 23. Januar 1960: Jacques Piccard und Don Walsh erreichten mit dem U-Boot Trieste eine Tiefe von 10.916 Metern. Ihr Tauchgang bewies erstmals, dass selbst in dieser Tiefe Leben existieren kann.

Mehr als fünfzig Jahre später wagte James Cameron am 26. März 2012 einen Solo-Tauchgang mit dem eigens entwickelten DeepSea Challenger. Sein Fahrzeug war speziell für die extremen Bedingungen konzipiert und tauchte innerhalb weniger Stunden auf den Grund des Challengertiefs.

Die bisher präziseste Tiefe von 10.928 Metern erreichte Victor Vescovo am 28. April 2019 mit dem Tauchboot Limiting Factor. Bei seinem historischen Tauchgang begleitete ihn die Meeresgeologin Dawn Wright, die als erste Afroamerikanerin das Challengertief erreichte. Beim Blick durch die Scheibe sah Wright als Erstes eine Bierflasche am Meeresgrund – ein Zeichen menschlicher Verschmutzung selbst in dieser entlegensten Region.

Was lebt im Marianengraben?

Leben unter Extrembedingungen

Lange galten die Tiefen des Marianengrabens als lebensfeindlich. Der Druck von über 1.000 Atmosphären, Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt und vollständige Dunkelheit schienen jede biologische Aktivität auszuschliessen. Doch Proben und Beobachtungen der vergangenen Jahrzehnte widerlegten diese Annahme grundlegend.

Am Grund des Challengertiefs entdeckten Forscher Foraminiferen – einzellige Organismen, deren Kalkschalen ganze Schlammschichten bilden. Diese winzigen Lebewesen stammen von Vorfahren ab, die in flacheren Gewässern lebten und sich im Laufe von Millionen Jahren an die extremen Bedingungen angepassten. Ihr Vorkommen belegt, dass selbst die tiefsten Punkte der Erde von Leben bevölkert sind.

Extremophile und unerforschte Artenvielfalt

Zu den Bewohnern der Tiefsee gehören Extremophile, Organismen, deren Stoffwechsel auf extreme Umweltbedingungen spezialisiert ist. Bakterien, die sich von Chemikalien aus hydrothermalen Quellen ernähren, oder Fische mit speziellen Zellmembranen, die hohen Druck standhalten, wurden dokumentiert. Die genaue Artenvielfalt bleibt jedoch weitgehend unbekannt.

Wissenschaftliche Schätzungen gehen davon aus, dass mehr als 95 Prozent des Marianengrabens unerforscht sind. Jede neue Expedition fördert unbekannte Organismen oder Verhaltensweisen zutage. Die University of Hawaii dokumentierte allein bei einer Expedition über 100 potenziell neue Arten, darunter Schnecken, Würmer und Krebstiere. Wer mehr über die Tiefsee-Forschung erfahren möchte, findet auf der Website des Woods Hole Oceanographic Institution umfangreiche Informationen.

Warum ist der Marianengraben so tief?

Subduktion und Plattentektonik

Die aussergewöhnliche Tiefe des Marianengrabens resultiert aus dem Prozess der Subduktion, bei dem eine ozeanische Platte unter eine andere geschoben wird. Im Fall des Marianengrabens schiebt sich die Pazifische Platte mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Jahr unter die Philippinische Platte. Das Gewicht des absinkenden Ozeanbodens zieht die darüberliegende Kruste nach unten und formt die charakteristische V-förmige Rinne.

Die Subduktionszone vor den Marianen ist besonders aktiv, da die pazifische Platte hier zu den ältesten und kühlsten der Welt gehört. Kalte, dichte ozeanische Kruste sinkt effizienter ab als jüngere, wärmere Abschnitte. Diese geologische Besonderheit erklärt, warum ausgerechnet dieser Abschnitt des Pazifiks die tiefste Stelle der Weltmeere bildet.

Alter und fortdauernde Entwicklung

Der Marianengraben existiert seit mehreren Millionen Jahren, wobei die genaue Entstehungszeit je nach geologischer Datierung zwischen 50 und 170 Millionen Jahren liegt. Die Subduktion setzt sich bis heute fort, was bedeutet, dass sich die Tiefe des Grabens theoretisch weiter verändern könnte. Konkrete Messungen über längere Zeiträume liegen jedoch nicht vor.

Die Region bleibt seismisch aktiv, wie regelmässige Erdbeben in der Region belegen. Diese tektonische Aktivität beeinflusst sowohl die Form des Grabens als auch die Zusammensetzung der umgebenden Gesteine und Sedimente.

Meilensteine der Erforschung

Chronologie der Schlüsselereignisse

1. 1875: HMS Challenger entdeckt den Graben mit einer Tiefe von 8.184 Metern bei Messpunkt 225.
2. 1951: Ein britisches Forschungsschiff bestätigt per Echolot eine Tiefe von 10.899 Metern.
3. 1957: Die Witjas-Expedition meldet 11.034 Meter, ein Wert der später korrigiert wird.
4. 1960: Jacques Piccard und Don Walsh erreichen mit der Trieste 10.916 Meter – der erste bemannte Tauchgang.
5. 1995: Das japanische Tauchboot Kaikō erreicht 10.911 Meter und sammelt erste Proben.
6. 2009: Der unbemannte Roboter Nereus der WHOI erreicht 10.902 Meter und nimmt Foraminiferen-Proben.
7. 2011/2014: Revidierte Tiefenmessungen korrigieren die Werte auf etwa 10.984 Meter.
8. 2012: James Cameron taucht solo mit dem DeepSea Challenger auf den Grund.
9. 2019: Victor Vescovo und Dawn Wright erreichen mit dem Limiting Factor 10.928 Meter.
10. 2020: Der 13. bemannte Tauchgang markiert den bisher letzten Besuch im Challengertief.

Gesicherte Erkenntnisse und offene Fragen

Bedeutung für die Wissenschaft

Der Marianengraben nimmt in der Meeresforschung eine Sonderstellung ein. Die Extreme, die dort herrschen – Druck, Dunkelheit, Kälte – machen ihn zu einem einzigartigen Laboratorium für die Untersuchung von Anpassungsstrategien des Lebens. Erkenntnisse aus der Tiefseeforschung finden Anwendung in Bereichen wie Medizin, Materialwissenschaft und Klimaforschung.

Geologisch liefert die Subduktionszone wertvolle Daten über Plattentektonik und die Dynamik der Erdkruste. Vulkanische Aktivität und hydrothermale Quellen in der Region beeinflussen die Chemie der Ozeane und möglicherweise das globale Klima. Das Verständnis dieser Prozesse bleibt ein zentrales Ziel der Ozeanographie.

„Der Marianengraben ist das letzte grosse Unbekannte unseres Planeten. Jeder Tauchgang offenbart Neues über die Grenzen des Lebens und die Geschichte der Erde.”

— National Oceanography Centre

Zukünftige Missionen werden sich auf die Kartierung unerforschter Abschnitte, die Probenentnahme und die Installation von Langzeit-Messstationen konzentrieren. Die technologischen Fortschritte der letzten Jahre ermöglichen tiefere Einblicke in diesen rätselhaften Lebensraum, der trotz seiner extreme Bedingungen von erstaunlicher biologischer Vielfalt bevölkert ist.

Häufig gestellte Fragen