Krater auf dem Seegrund

Anna Reusch vom Institut für Geologie der ETH Zürich machte von einem Forschungsschiff aus eine sensationelle Entdeckung – riesige Krater auf dem Grund des Neuenburgersees. Solche Pockmarks gibt es auch im Bodensee.

Bruno Knellwolf
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Eigentlich ist die ETH-Doktorandin Anna Reusch vom Institut für Geologie ausgezogen, um Spuren prähistorischer Erdbeben zu finden. «Bis zur Zeit, in der Erdbeben instrumentell nachgewiesen werden können», sagt die Geologin: Ein seismologischer Pfad der letzten 12 000 Jahre – das war Ziel und Teil eines Nationalfonds-Projekts namens «Dynamite». Dazu hatten die führenden Schweizer Seegeologen aus Zürich, Bern und Lausanne zusammen ein Gerät namens Multi-Beam gekauft. Ein Fächer-Sonargerät, mit dem der Seeboden von einem Forschungsschiff gescannt werden kann – exakt wie noch nie in der Schweiz. Die hohe Auflösung der Bilder dieses Fächer-Sonars, mit dem sonst der Meeresboden vermessen wird, lässt die Forscher unbekannte Strukturen entdecken.

Erstaunliche Entdeckung

Auf einer solchen Forschungs-fahrt auf dem Neuenburgersee war Anna Reusch plötzlich bass erstaunt. Auf dem Bildschirm zeichnete sich eine ungewöhnliche Kontur ab: ein Krater in über 100 Metern Tiefe. Reusch alarmierte ETH-Professor Michael Strasser, der bei der ersten Datenauswertung an Bord des Schiffes erkannte: Entdeckt hatten sie einen riesigen Krater von 160 Metern Durchmesser und 10 Metern Tiefe. «Das zeigt, dass selbst im 21. Jahrhundert in der Schweiz aufregende Entdeckungen möglich sind», sagt Reusch.

Weltweit selten

Die Entdeckung des Kraters, auch Pockmarks oder Pockennarben genannt, drängte das laufende Vier-Jahres-Seismologie-Projekt von Anna Reusch vorerst etwas auf die Seite. Bald wurden ebenfalls am Nordwestufer drei weitere Krater gefunden, welche die Forscher jetzt in der Fachzeitschrift «Geophysical Research Letters» beschreiben. Die Krater haben einen Durchmesser von 80 bis 160 Metern und sind 5,5 bis 30 Meter tief. Sie gehören damit zu den weltweit grössten Unterwasserkratern in Binnenseen, wie die ETH Zürich schreibt. Dem grössten haben die Forscher den Namen «Crazy Crater» gegeben. Denn nicht nur dessen Ausmasse sind ungewöhnlich, sondern auch die Form: Der Krater ist kreisrund.

Gibt es dafür eine Erklärung? «Nein, aber es gibt ein paar Hypothesen.» Vielleicht sei die Strömung auf dem Seeboden nicht stark genug, um die Krater zu verformen. Wäre die Strömung stark, würde der Wasserfluss aus dem Krater dadurch in eine Richtung gelenkt und das noch weiche Sediment des Kraters so verformen.

Am Fuss des zehn Meter tiefen Crazy Craters entdeckten die Forscher einen Schlammdeckel. Darunter liegt ein sechzig Meter tiefer Schlot, der mit einem Stoffgemisch aus Wasser und Sediment gefüllt ist. Es war den Geologen nicht möglich, daraus Bohrkerne zu gewinnen. Dazu ist das Material im Krater-Schlot zu flüssig, weil von unten aufsteigendes Wasser in den Schlot dringt. Es hält die Sedimente im Schlot in Bewegung, deshalb können sich diese nicht wie normale Seesedimente verfestigen.

Wasser aus dem Karstsystem

Für die Geologin Reusch ist es wahrscheinlich, dass die Krater mit den Karstsystemen des angrenzenden Juras zusammenhängen. Wasser, das dort versickert, fliesst im Untergrund unter den Seegrund des Neuenburgersees und sucht sich den Weg des geringsten Widerstands an die Oberfläche. Dabei durchstösst das Wasser die meterdicken Sedimentschichten, die in Jahrtausenden auf dem Seeboden abgelagert wurden. «Es handelt sich bei den Kratern somit um Quellen», sagt Reusch.

Möglich wäre auch, dass Gas und Grundwasser aus einem solchen Krater steigen könnten. «Als wir den Krater gefunden haben, war das unsere Haupthypothese: In unseren Messungen haben wir aber keinen Hinweis auf Gas gefunden. Trotzdem können wir Gas nicht ausschliessen», sagt Reusch. Methangas aus organischem Material, dass im Untergrund liegt, oder Gas aus tieferen Schichten entlang tektonischer Bruchzonen, in deren Verlängerung die vier Krater liegen.

«Im Bodensee wurden von unseren Kollegen ebenfalls Pockennarben gefunden», sagt Reusch. «Dort hat man entweichende Methan-Blasen gesehen.» Im Gegensatz zu jenen im Neuenburgersee sind die Pockmarks im Bodensee deutlich kleiner. Bei den Neuenburgersee-Kratern spreche man deshalb von Giant Pockmarks.

Eruption wie in einem Vulkan

Entdeckt haben die Erdwissenschafter auch, dass ab und zu Material wie bei einem Vulkan über den Kraterrand schwappt. In den vergangenen 12 000 Jahren passierte dies mindestens viermal. «Crazy Crater» hat allerdings seit über 1600 Jahren kein Sediment mehr ausgeworfen, welches sich am Kraterrand abgelagert hat, trotz des heute aktiven Wasserflusses. Wie die Eruptionen entstehen, ist noch nicht klar. «Es braucht einen erhöhten Druck im Grundwasserspeicher. Und dieser Druck kann durch verschiedene Ereignisse beeinflusst werden: Zum Beispiel durch starken Niederschlag, durch Schneeschmelze oder Erdbeben. Dann steigt anscheinend die Schlammschicht, bis sie über den Kraterrand hinausläuft», sagt Reusch. Um mehr darüber zu wissen, müsse man den Krater in einem Langzeit-Monitoring beobachten, sagt die Geologin. Denn generell sei der Grund der Schweizer Seen noch wenig erforscht.