Seismische Ereignisse transportieren Schadstoffe in den hadalen Becken des Japangrabens

Die tiefsten Meere erschüttert

Tief unter den Wellen vor Japan liegt eine Kette von Gräben, die tiefer sind als der Mount Fuji hoch ist. Jahrelang gingen Wissenschaftler davon aus, dass diese Orte ruhige Gräber seien, in denen abgestorbenes Plankton und eingetragene Schadstoffe langsam herabsinken und liegen bleiben. Diese Studie stellt dieses Bild auf den Kopf: Sie zeigt, dass heftige Erdbeben und Tsunamis plötzlich große Pulsationen von menschengemachten Schadstoffen von der Küste und dem flachen Meeresboden in diese ultra-tiefen Becken spülen können und damit unser industrielles Leben an Land direkt mit den entferntesten Winkeln des Ozeans verbinden.

Die verborgene Welt der Meeresgräben

Meeresgräben, die mehr als sechs Kilometer tief sind und als hadale Zonen bezeichnet werden, gehören zu den am wenigsten erforschten Umgebungen der Erde. Der Japangraben, wo die Pazifische Platte unter Japan abtaucht, erreicht über sieben Kilometer unter der Oberfläche. Seine steilen Wände und schmalen, V-förmigen Becken wirken wie Rinnen, die Material auffangen, das vom Kontinent und dem Kontinentalschelf abgewaschen wird. Da Japans Küsten dicht besiedelt und stark industrialisiert sind, vermuteten Wissenschaftler, dass diese tiefen Becken ein Archiv der Verschmutzung enthalten könnten; technologische Herausforderungen und hohe Kosten haben jedoch große Lücken in unserem Verständnis dessen hinterlassen, was dort tatsächlich ankommt und wie es transportiert wird.

Probenahme in der Tiefe

Um das zu untersuchen, nutzten die Forscher während einer internationalen Bohrexpedition Tiefseekernsysteme, um Sedimente aus sieben getrennten Becken entlang der Achse des Japangrabens zu sammeln, alle tiefer als 7,4 Kilometer. Sie schnitten die oberen zehn bis einige zehn Zentimeter dieser Kerne in Schichten, die Material repräsentieren, das vor und nach jüngeren großen Erdbeben abgelagert wurde, darunter das Tōhoku-Oki-Ereignis von 2011. Im Labor maßen sie sowohl organische Schadstoffe — wie ölige Kohlenwasserstoffe, Pestizid-Abbauprodukte und industrielle Additive — als auch eine Reihe von Schwermetallen und Spurenelementen. Außerdem verfolgten sie den gesamten organischen Kohlenstoffgehalt und molekulare „Fingerabdrücke“, die zeigen, ob das begrabene Material von Landpflanzen, marinem Plankton oder Erdöl stammte.

Verschmutzungs-Fingerabdrücke im Schlamm

Die Sedimente erwiesen sich als durchzogen von einem breiten Mix menschengemachter Schadstoffe. Ölige Verbindungen, die mit fossilen Brennstoffen, Verbrennung und Erdölprodukten in Verbindung stehen, waren weit verbreitet, wobei bestimmte Becken als Hotspots fungierten, in denen sich diese Substanzen anhäuften. Abbauprodukte des lang verbotenen Pestizids DDT fanden sich quer durch den Graben, teilweise in überraschend hohen Konzentrationen. Ein modernes, flammhemmendes Additiv tauchte ebenfalls dort auf, wo andere Schadstoffe am stärksten konzentriert waren, was auf andauernde Einträge aus Industrie und Schifffahrt hindeutet. Potenziell toxische Metalle wie Zink, Chrom und Blei waren in den jüngeren abgelagerten Schichten angereichert, besonders in Becken, die große Mengen an einströmendem Sediment erhalten. Diese Muster zeigen, dass der tiefste Meeresboden nicht unberührt ist; er archiviert Jahrzehnte an Küsten- und Offshore-Verschmutzung in seinem feinen Schlamm.

Erdbeben als Förderbänder für Schadstoffe

Statt langsam hinabzusickern, scheint ein Großteil dieser Belastung in plötzlichen, gewaltsamen Schüben anzukommen. Durch den Vergleich von Schadstoffgehalten, organischem Kohlenstoffgehalt, Beckenform und Berechnungen, wie Sediment über den Meeresboden fließt, kamen die Forschenden zu dem Schluss, dass erdbebengetriebene Prozesse die Lieferung dominieren. Starkes Schütteln kann die dünne, organisch reiche Oberfläche vom Kontinentalschelf und -hang abreißen und dichte Unterwasserlawinen von Sedimenten in den Graben schleudern. Tsunami-Rückströmungen können zudem Trümmer und verschmutzte Böden von den verwüsteten Küsten ins Meer ziehen. Diese gravitationsgetriebenen Ströme wandern entlang der Grabenachse und lagern sich in den tiefsten Becken ab, wobei sie geschichtete Lagen schadstoffreicher Sedimente hinterlassen, die bekannten Erdbeben- und Tsunamiereignissen über Jahrzehnte bis Jahrhunderte entsprechen.

Ein dynamischer und verletzlicher Tiefseelebensraum

Die Studie zeigt, dass der Japangraben sowohl ein Filter als auch ein Langzeitspeicher für menschengemachte Chemikalien ist. Klebrige, partikelfreundliche Schadstoffe — ob ölige Verbindungen, Altpestizide oder bestimmte Metalle — werden bei größeren seismischen Ereignissen bevorzugt gefangen und begraben, während löslichere oder reaktivere Substanzen innerhalb des Sediments transformiert oder wieder mobilisiert werden können. Da ähnliche Erdbeben- und Tsunamiprozesse entlang vieler Subduktionszonen weltweit wirken, legen diese Befunde nahe, dass gewaltige Beben periodisch Küstenverschmutzung auflockern und in die tiefsten Teile des Ozeans umverteilen können. Für die Allgemeinheit ist die Schlussfolgerung deutlich: Unsere Aktivitäten an Land hören nicht an der Küstenlinie auf. Durch die gewaltsamen Impulse von Erdbeben und Tsunamis reichen sie bis in die hadale Dunkelheit und verändern Lebensräume, von denen wir bis vor kurzem kaum Kenntnis hatten.

Zitation: Trotta, S., Schwarzbauer, J., Michetti, A.M. et al. Seismic events drive pollution in Japan Trench hadal basins. Commun Earth Environ 7, 346 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03401-6

Schlüsselwörter: Tiefseeverschmutzung, Japangraben, erdbebengetriebene Sedimentströme, hadale Zone, marine Schadstoffe