44 Jahre nach einem Tiefseebergbau-Test fehlt dem Meeresboden noch immer Nahrung

Die Spuren, die eine Knollenabbau-Maschine vor mehr als vier Jahrzehnten in den Boden des Pazifiks gezogen hat, enthalten noch immer weniger Nahrung als der umliegende Meeresboden. Das Sediment in den Furchen enthält weniger organisches Material, und zwar von schlechterer Qualität, als ungestörter Boden wenige Meter entfernt, und dort, wo die Nahrung am dünnsten ist, leben weniger Tiere.

Das ist von Bedeutung, weil in demselben Meeresgebiet, der Clarion-Clipperton-Zone zwischen Hawaii und Mexiko, Bergbauunternehmen damit beginnen wollen, im industriellen Maßstab metallreiche Knollen zu sammeln. Das meiste, was Wissenschaftler darüber wissen, wie sich die Tiefsee erholt, stammt aus kurzen Experimenten. Dieses hier läuft seit vierundvierzig Jahren – aus Versehen – und die Nahrungsgrundlage, von der jedes Tier dort unten abhängt, hat sich immer noch nicht erholt.

Die Studie unter der Leitung der Meeresbiologin Rachel Jeffreys von der University of Liverpool, veröffentlicht im Journal Elementa: Science of the Anthropocene, untersuchte den Ort eines Testabbaus, der von der Ocean Minerals Company, bekannt als OMCO, durchgeführt wurde. „Bemerkenswerterweise können wir die Auswirkungen eines Bergbautests noch 44 Jahre nach seiner Durchführung nachweisen“, sagte Jeffreys.

In der Tiefsee, in 3.000 bis 6.000 Metern Tiefe, kommt die Nahrung als langsamer Regen von Partikeln an, die von der sonnenbeschienenen Oberfläche herabsinken: tote Planktonorganismen, Kotballen, Fragmente von allem, was Kilometer darüber gelebt hat. In der Studie wird dieses partikuläre organische Material als die primäre Nahrungsquelle für die Tiere am Meeresboden und als einen Schlüsselfaktor dafür bezeichnet, wie viele Arten dort leben.

Eine Bergbaumaschine auf einem Spionageschiff

Der Test fand 1979 statt. Die Hughes Glomar Explorer, ein Schiff, das ursprünglich für den geheimen Versuch der CIA gebaut worden war, ein gesunkenes sowjetisches U-Boot zu heben, ließ einen selbstfahrenden Kollektor auf einem Stahlstrang aus 18-Meter-Rohrsegmenten zum Meeresboden hinab. Die Maschine war 9 Meter breit, 14 Meter lang und 4,5 Meter hoch, wog rund 100 Tonnen und fuhr mit Archimedes-Schrauben in einer Tiefe von etwa 4.700 Metern über den Schlamm.

Ihre Aufgabe war es, polymetallische Knollen aufzusammeln, kartoffelgroße Mineralienklumpen, die über Jahrmillionen auf dem Meeresboden wachsen. Sie enthalten Metalle, die in wiederaufladbaren Batterien, Touchscreens und anderen Elektronikgeräten verwendet werden – weshalb die Clarion-Clipperton-Zone, die mit ihnen bedeckt ist, so viel kommerzielles Interesse auf sich zieht.

Als der Kollektor weiterzog, hinterließ er zwei tiefe Antriebsfurchen und einen abgestreiften Streifen Meeresboden dazwischen. Eine Studie desselben Gebiets, veröffentlicht in Nature im Jahr 2025, ergab, dass die Furchen, 0,2 bis 0,8 Meter tief und 1 bis 3 Meter breit, fast genauso aussehen wie auf Fotos, die unmittelbar nach dem Test aufgenommen worden waren.

Wie sie es gemacht haben

Die Feldarbeit gehörte zu SMARTEX (Seabed Mining and Resilience To EXperimental Impact), einem britisch finanzierten Projekt unter der Leitung von Daniel Jones vom National Oceanography Centre und Adrian Glover vom Natural History Museum in London. Im Jahr 2023 verbrachte das Team einen Monat an Bord des Forschungsschiffs RRS James Cook über dem alten Testgelände und setzte ein ferngesteuertes Fahrzeug ein, um die Spuren zu vermessen und Sedimentproben in etwa 4.800 Metern Tiefe zu sammeln.

Sie beprobten drei Arten von Meeresboden: die Kollektorspuren selbst, das Plume-Gebiet daneben, wo sich das von der Maschine aufgewirbelte Sediment wieder abgesetzt hatte, und ein Kontrollgebiet, das nie berührt worden war. In der begleitenden Nature-Studie stammten die Plume-Proben aus etwa 10 Metern Entfernung von der Spur und das Kontrollgebiet aus etwa 2 Kilometern Entfernung.

Für jeden Kern maß das Team, wie viel Nahrung das Sediment enthielt und wie gut diese war. Der gesamte organische Kohlenstoff und Stickstoff geben die Menge an. Stabile Kohlenstoff- und Stickstoffisotope, chemische Fingerabdrücke, die zeigen, woher das Material stammt und wie weit es abgebaut ist, geben Auskunft über die Qualität. Das Gleiche tun Lipid-Biomarker, die Fette im Sediment, darunter Omega-3-Fettsäuren, die Tiefseetiere zum Wachsen und zur Fortpflanzung benötigen. Die Forscher maßen auch die Größe der Sedimentkörner und verglichen alles mit Zählungen von Tieren aus Stand- und Videobildern desselben Bodens.

Das Zählen von Tieren allein würde zeigen, dass etwas fehlt. Die Messung der Nahrung zeigt einen möglichen Grund dafür.

Was den Spuren fehlt

Innerhalb der Kollektorspuren waren sowohl die Menge als auch die Qualität des organischen Materials geringer als in der Umgebung und von Probe zu Probe uneinheitlicher. Auch die Korngrößen in den Spuren unterschieden sich von denen außerhalb, und die Muster des organischen Materials folgten diesen Unterschieden. Die Maschine veränderte das Sediment selbst, und das veränderte Sediment bietet eine schlechtere Nahrungsgrundlage.

Die Tiere folgten der Nahrung. Die Dichten von Foraminiferen (einzelligen Organismen mit Schalen), Xenophyophoren (riesigen Einzellern, die größer als eine Münze werden können) und Megafauna, den Tieren, die groß genug sind, um sie auf Fotos zu sehen, waren am Kontrollort und im Plume-Gebiet höher, wo die Qualität des organischen Materials am höchsten war. Das Plume-Gebiet, das nur mit einer dünnen Schicht aus wieder abgesetztem Sediment bedeckt war, sah dem unberührten Meeresboden sehr ähnlich. Der Schaden konzentrierte sich dort, wo der Kollektor tatsächlich fuhr.

„Veränderungen in der Menge und Qualität des organischen Materials könnten die Nahrung beeinträchtigen, die den am Meeresboden lebenden Organismen zur Verfügung steht, und wiederum beeinflussen, wie sich Ökosysteme von Störungen erholen“, sagte Jeffreys.

Warum 44 Jahre dort unten nicht lang sind

Die Tiefsee tickt nach einer anderen Uhr. Die natürliche Sedimentation in der Clarion-Clipperton-Zone fügt laut der Nature-Studie des Gebiets nur alle tausend Jahre 1,5 bis 11 Millimeter neues Material hinzu. Bei der schnellsten dieser Raten lagern sich in 44 Jahren etwa einen halben Millimeter ab, viel zu wenig, um eine Narbe zu bedecken oder die Schicht zu ersetzen, die eine Bergbaumaschine aufgewühlt hat.

Die Nature-Studie von 2025 unter der Leitung von Jones zählte einige Anzeichen der Erholung in den Spuren. Im Sediment lebende Würmer, Krebstiere und Weichtiere waren in leicht geringeren, aber weitgehend ähnlichen Dichten zurückgekehrt, bewegliche Seegurken sammelten sich in den Furchen, und neue Xenophyophoren mit mehr als 50 Millimetern Durchmesser hatten sich mit bis zu etwa acht pro Quadratmeter angesiedelt. Aber Tiere, die ortsfest leben, wie Schwämme, blieben im gestörten Boden rar. Die neue Elementa-Studie fügt die Schicht unter diesen Zählungen hinzu: Die Nahrungsversorgung in den Spuren ist immer noch erschöpft, und die Tierzahlen folgen ihr.

Was es nicht klärt

Der OMCO-Test war klein. Er störte ein paar schmale Spuren, während ein kommerzieller Betrieb weitaus größere Flächen über Jahre hinweg absuchen würde. Die Autoren der Nature-Studie weisen darauf hin, dass einige Aspekte moderner Kollektordesigns möglicherweise weniger physische Schäden verursachen als die Maschine von 1979, sodass das Ausmaß und die Form zukünftiger Auswirkungen nicht einfach eine Multiplikation dieses einen sind.

Die Studie beruht auch auf einem einzigen Standort. Jeffreys sagt, dass mehr Arbeit nötig sei, um zu verstehen, wie organisches Material in der gesamten Clarion-Clipperton-Zone variiert, die Millionen Quadratkilometer mit unterschiedlichen Tiefen, Sedimenten und Nahrungsangeboten umfasst.

Der Zusammenhang zwischen Nahrung und Tieren ist eine Korrelation. Die Faunendichten steigen und fallen mit der Qualität des organischen Materials in den drei Bodenarten, was zu der Idee passt, dass eine schlechtere Nahrung die Populationen niedrig hält, aber die Studie hat diese Ursache nicht direkt getestet. Der Verlust der Knollen selbst, die viele Tiere als harte Oberfläche zum Leben nutzen, wirkt auf demselben Boden.

Häufige Fragen zum Tiefseebergbau und zur Erholung des Meeresbodens

Was ist die Clarion-Clipperton-Zone?

Es ist eine riesige Tiefsee-Ebene im östlichen und zentralen Pazifik, zwischen Hawaii und Mexiko, meist vier bis sechs Kilometer tief. Ihr Boden ist mit polymetallischen Knollen bedeckt, kartoffelgroßen Mineralienklumpen, die reich an Batteriemetallen sind, was sie zum Hauptziel für den geplanten Tiefseebergbau macht.

Wie lange braucht der Meeresboden, um sich vom Tiefseebergbau zu erholen?

Niemand kennt die vollständige Antwort, aber der OMCO-Teststandort zeigt, dass manche Schäden mindestens Jahrzehnte anhalten. 44 Jahre nach einem einzelnen Test sehen die Spuren fast unverändert aus, ortsfeste Tiere bleiben rar und das Sediment enthält noch immer weniger Nahrung als der umliegende Meeresboden.

Warum ist organisches Material auf dem Tiefseeboden wichtig?

Fast kein Licht erreicht die Tiefsee, daher sind die Tiere dort auf organische Partikel angewiesen, die von der Oberfläche herabsinken. Die Menge und Qualität dieses Materials, einschließlich Nährstoffen wie Omega-3-Fettsäuren, bestimmen, wie viele Tiere der Meeresboden ernähren kann und welche Arten dort leben.

Die Regeln werden noch geschrieben

Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass eine langfristige Überwachung notwendig ist und dass Veränderungen der Menge und Qualität des organischen Materials Teil der Bewertung und Regulierung des Tiefseebergbaus in der Clarion-Clipperton-Zone sein sollten. Da die Zone in internationalen Gewässern liegt, fällt jeder kommerzielle Bergbau dort unter die Internationale Meeresbodenbehörde, die noch den rechtlichen, finanziellen und ökologischen Rahmen für einen Abbau im großen Maßstab entwickelt.

„Diese Ergebnisse sind besonders wichtig, da die Vorschläge zur Aufnahme des kommerziellen Tiefseebergbaus weiter an Dynamik gewinnen“, sagte Jeffreys. Der Artikel erschien in Elementa am 2. November 2026, basierend auf Proben, die Anfang 2023 gesammelt wurden, und das SMARTEX-Projekt setzt seine Arbeit darüber fort, wie Tiefseeökosysteme auf Störungen durch Bergbau reagieren und sich davon erholen.

Referenz: Jeffreys et al., „Long-term impacts of deep-sea mining on sediment organic matter quantity and quality,“ Elementa: Science of the Anthropocene, 2026. DOI: 10.1525/elementa.2025.00106

Schlagwörter: Clarion-Clipperton Zone, Hughes Glomar Explorer, Manganknollen, Meeresboden, Ozeane, SMARTEX