Marianengraben

Überblick und Lage

Der Marianengraben, auch Marianenrinne genannt, ist eine Tiefseerinne im westlichen Pazifischen Ozean. In ihm liegt mit ungefähr 11.000 Metern unter dem Meeresspiegel die tiefste bekannte Stelle des Weltmeeres. Am tiefsten Punkt herrscht ein Wasserdruck von etwa 107 Megapascal beziehungsweise 1070 bar. Der Graben ist ungefähr 2400 Kilometer lang; im Artikel wird einleitend auch eine Länge von 2500 Kilometern genannt.

Die halbkreisförmige Rinne verläuft unmittelbar östlich der zu Mikronesien gehörenden Marianen und etwa 2000 Kilometer östlich der Philippinen. Sie liegt ungefähr zwischen 12° und 25° nördlicher Breite sowie 142° und 147° östlicher Länge. Im Norden geht sie in den Boningraben über, an den sich der Japangraben anschließt. Südöstlich befindet sich das Marshallbecken, südlich liegen die Karolinen, südwestlich der Yapgraben und westlich, hinter den Marianen, das Philippinenbecken.

Der Marianengraben gehört zu einem größeren geographischen System. Dazu zählen der West-Marianen-Rücken, das Marianenbecken als Backarc-Becken, der Marianen-Inselbogen und das Marianen-Forearc-Becken. Ein Backarc-Becken ist ein Meeresbecken hinter einem Inselbogen; ein Forearc-Becken liegt zwischen Inselbogen und Tiefseegraben.

Entstehung und Aufbau

Der Marianengraben bildet den östlichen Teil der tief eingeschnittenen Nahtstelle zwischen der Philippinischen Platte im Westen und der Pazifischen Platte im Osten. Dort findet Subduktion statt: Eine Erdplatte taucht unter eine andere und sinkt in das Erdinnere. Im Marianengraben wird eine ältere ozeanische Platte unter eine jüngere ozeanische Platte geschoben.

Die abtauchende Pazifische Platte ist in diesem Gebiet mehr als 150 Millionen Jahre alt. Ozeanische Lithosphäre, also die feste äußere Gesteinshülle der Erde, wird beim Abkühlen dichter und dicker. Deshalb ist die Pazifische Platte dort besonders schwer und mächtig.

Der West-Marianen-Rücken ist der westliche Rand eines früheren Inselbogens. Dieser spaltete sich vor einigen Millionen Jahren. Seitdem bewegen sich seine beiden Teile mit wenigen Zentimetern pro Jahr auseinander, wodurch das heutige Marianenbecken entstand. Ausgelöst wurde diese Entwicklung durch Zugkräfte, die beim Abtauchen des Ozeanbodens am Marianengraben entstehen.

Tiefen und Messunsicherheiten

Die genaue Maximaltiefe des Marianengrabens wurde mehrfach bestimmt, wobei verschiedene Messverfahren und Auswertungen unterschiedliche Werte ergaben. Deshalb muss zwischen umstrittenen Rekordangaben und gesicherten Messungen unterschieden werden.

Das Witjastief 1 wurde 1957 vom sowjetischen Forschungsschiff Witjas mit 11.034 Metern Tiefe per Echolotung angegeben. Diese Messung konnte jedoch nicht reproduziert werden und wird von vielen als Messfehler angesehen. Zahlreiche Quellen nennen für diese Stelle außerdem 11.022 Meter aus einer Drahtlotung. Der Anspruch des Witjastiefs 1, die tiefste Stelle der Weltmeere zu sein, ist daher umstritten.

Für das Challengertief wurden ebenfalls mehrere Werte ermittelt. Eine Untersuchung der University of New Hampshire vom 7. Dezember 2011 ergab zunächst 10.994 ± 40 Meter; eine revidierte Auswertung nannte 10.984 ± 25 Meter. Eine Messung vom Dezember 2014 bestimmte 10.983 ± 6 Meter. Nach dem Artikel gilt das Challengertief im Zentralteil des Tiefs damit als der tiefste Punkt der Weltmeere, dessen Messung gesichert ist. Victor Vescovo erreichte dort am 28. April 2019 eine gemessene Tiefe von 10.928 Metern. Jacques Piccard und Don Walsh hatten 1960 mit dem Tauchboot Trieste 10.916 Meter erreicht.

Eine weitere große Tiefe ist das Sirenatief. Die Hawaii Mapping Research Group bestimmte dort bei Messungen von 1997 und 2001 eine Tiefe von 10.714 Metern. Vor 1957 hatte zunächst das 10.540 Meter tiefe Galatheatief im Philippinengraben als tiefste Stelle der Ozeane gegolten.

Erforschung

Die Erforschung begann mit Lotungen von Schiffen. Am 23. Februar 1875 ermittelte die Besatzung der Challenger eine Tiefe von 8.164 Metern, damals der tiefste gemessene Punkt der Weltmeere. Das US-amerikanische Schiff Nero maß 1899 per Drahtlotung 9.660 Meter. Eine Drahtlotung bestimmt die Tiefe mithilfe eines hinabgelassenen Drahtes.

1951 stellte ein britisches Vermessungsschiff, das ebenfalls Challenger hieß, mit dem Echolot eine Tiefe von 10.899 Metern fest; eine Drahtlotung ergab 10.863 Meter. Die Stelle erhielt den Namen Challengertief. Ein Echolot berechnet die Tiefe aus der Laufzeit ausgesandter und vom Meeresboden zurückgeworfener Schallwellen. Im Internationalen Geophysikalischen Jahr 1957 meldete das sowjetische Forschungsschiff Witjas die Entdeckung des 11.034 Meter tiefen Witjastiefs 1, dessen Messwert später angezweifelt wurde.

Am 23. Januar 1960 stiegen der Schweizer Jacques Piccard und der US-Amerikaner Don Walsh mit dem Tauchboot Trieste bis auf 10.916 Meter ab. Diese Stelle wurde auch Triestetief genannt. 1997 und 2001 kartierte die Hawaii Mapping Research Group den Marianengraben.

2012 erreichte James Cameron mit dem U-Boot Deepsea Challenger den tiefsten Punkt des Meeres. Er sammelte dort gut drei Stunden lang Daten und filmte die Tiefseewelt in einer Tiefe von 10.898 Metern. Nach Piccard und Walsh war er der dritte Mensch, der diesen Punkt erreichte.

Zwischen dem 28. April und dem 5. Mai 2019 absolvierte das Tauchboot Limiting Factor vier Tauchgänge im Challengertief. Beim ersten davon erreichte Victor Vescovo am 28. April eine neue Rekordtiefe von 10.928 Metern. Vom 10. Oktober bis 28. November 2020 wurde das chinesische Tiefseetauchboot Fendouzhe vom Marianengraben aus erprobt. Bei insgesamt dreizehn Tauchgängen führten acht in mehr als 10.000 Meter Tiefe. Am 10. November erreichte Fendouzhe in 10.909 Metern den Grund des Challengertiefs.

Lebensraum, Verschmutzung und Schutz

Trotz Dunkelheit, Kälte und extrem hohen Drucks leben Tiere im Marianengraben. Dort kommt der Tiefseefisch Pseudoliparis swirei vor. Lebende Exemplare wurden in Tiefen von 6198 bis 8098 Metern gefilmt. Bis 2022 galt er als die am tiefsten vorkommende Fischart. Ende 2022 wurde jedoch im Bonin-Graben in 8336 Metern Tiefe ein Exemplar einer noch unbekannten Art der Gattung Pseudoliparis entdeckt.

Auch menschliche Verschmutzung erreicht die Tiefsee: 2018 fanden Forscher Mikroplastik im Benthal des Marianengrabens. Als Benthal wird der Lebensbereich am Gewässerboden bezeichnet.

Am 18. Januar 2009 erklärte US-Präsident George W. Bush den Marianengraben zu einem nationalen Monument der Vereinigten Staaten. Eine Vermessung durch Geoforscher der University of New Hampshire untersuchte 2011 außerdem, ob den USA größere Meeresregionen um Guam und die nördlichen Marianeninseln zustehen könnten. Nach internationaler Anerkenntnis gehört eine Meereszone von 200 Seemeilen zum jeweiligen Hoheitsgebiet. Auf ihren Ende 2011 veröffentlichten Karten identifizierten die Forscher vier Unterwassergebirge, die möglicherweise als Verlängerung des amerikanischen Staatsgebietes von Guam und den nördlichen Marianeninseln gelten könnten.