Hatton-Rockall-Becken

Hatton-Rockall-Becken auf dem Rockall-Plateau.

Das Hatton-Rockall-Becken (englisch Hatton-Rockall Basin) ist ein langgestrecktes, in gedünnter kontinentaler Kruste angelegtes Sedimentbecken auf dem Rockall-Plateau im nordöstlichen Atlantik, das zwischen der Hatton Bank im Nordwesten und der Rockall Bank im Südosten liegt. Das Becken erstreckt sich über rund 800 km in Nordost-Südwest-Richtung bei einer Breite von rund 100–150 km und erreicht maximale Wassertiefen von knapp unter 2000 m – erheblich flacher als der benachbarte Rockallgraben, der über 3000 m Tiefe erreicht. Da das gesamte Hatton-Rockall-Becken auf kontinentaler Kruste liegt und damit Teil des Mikrokontinents Rockall-Plateau ist, unterscheidet es sich grundlegend von den tiefen ozeanischen Becken der Umgebung (Islandbecken und Rockallgraben).

Sein Name ist ein Tribut an die beiden geologischen Großstrukturen, die es umschließen, und an den kleinen, unbewohnten Felsen Rockall, der die einzige sichtbare Landmarke dieser abgelegenen Region ist.

Tektonische Entstehung

Geologisch ist das Becken das Resultat einer intensiven Dehnung der kontinentalen Erdkruste, die im Zuge der Rifting-Phasen während der Kreidezeit zur Entstehung des Nordatlantiks beigetragen hat. Die kontinentale Kruste ist hier auf eine Mächtigkeit von etwa 10 bis 22 Kilometern ausgedünnt (nur halb so dick wie unter dem europäischen Festland) und wird von einer dicken Sedimentauflage überlagert, deren Schichten aus dem Paläozoikum bis Känozoikum stammen und Akkumulationen von bis zu 5.000 Metern Dicke erreichen.

Diese Ausdünnung ließ den Meeresboden absinken und schuf den Raum, der heute vom Meer geflutet ist. In der Folge füllten sich die Senken des Beckens mit Sedimenten, die eine Mächtigkeit von bis zu fünf Kilometern erreichen können. Diese Sedimentschichten sind ein Archiv der Erdgeschichte; sie umfassen einen Zeitraum von der späten Kreidezeit vor etwa 100 Millionen Jahren bis in die Gegenwart. Durch Bohrungen des Deep Sea Drilling Projects (DSDP) ist insbesondere die junge geologische Vergangenheit des Beckens gut dokumentiert. Die Bohrungen belegen eine bedeutende vulkanische Episode im Paläozän vor etwa 56 Millionen Jahren. Damals ergossen sich mächtige Lavaströme über den Meeresboden, ein Relikt der vulkanischen Aktivität, die den Nordatlantik bei seiner Entstehung prägte. Darüber folgen tonige Sedimente aus dem Eozän, bevor eine rund 15 Millionen Jahre lange Sedimentlücke klafft, die erst im oberen Oligozän geschlossen wird. Die obersten Schichten bestehen schließlich aus jüngeren Kalkoozen (Miozän bis heute) – Ablagerungen, die aus den kalkhaltigen Schalen und Skeletten mikroskopisch kleiner Meeresorganismen aufgebaut sind.

Die Entwicklung des gesamten Bereichs war von Anfang an von einer starken tektonischen Dynamik geprägt. Wie eine Studie aus dem Jahr 2002 anhand magnetischer und gravimetrischer Karten des Meeresbodens zeigen konnte, unterscheidet sich der nordöstliche Teil des Beckens dabei deutlich vom südwestlichen Bereich. Während der Südwesten von linear angeordneten Magmagängen durchzogen ist, weist der Nordosten eher kreisförmige Intrusionen auf, die auf eine regional unterschiedlich verlaufende Dehnungsgeschichte schließen lassen.

Die heutige Unterwasser-Topografie wird maßgeblich von zwei Faktoren geprägt: der Geologie und den dort herrschenden Bodenströmungen. Eine detaillierte geologische Untersuchung am Westhang der Hatton Bank hat gezeigt, dass diese Strömungen den Meeresboden buchstäblich formen. Durch die Interaktion mit der Topografie der Bank entstehen dabei charakteristische Erosions- und Ablagerungsformen. So findet man auf den flacheren Bereichen der Bank felsigen Untergrund, da die Strömungen feine Sedimentpartikel ständig abtransportieren. Im tieferen Wasser hingegen bauen sie mächtige Sedimentkörper auf, sogenannte Konturite, die wie riesige Unterwasser-Dünen aussehen können.

Ozeanographie

Das Hatton-Rockall-Becken liegt in Wassertiefen von rund 1000 bis knapp 2000 m und befindet sich damit im Einflussbereich mehrerer intermediärer und tiefer Wassermassen des subpolaren Nordatlantiks. Labradorseewasser (LSW) durchzieht das Becken als intermediäre Wassermasse mit seinem charakteristischen Salinitätsminimum in Tiefen von 1500 bis 2000 m. In den tiefsten Teilen des Beckens kann der Einfluss von Nordatlantischem Tiefenwasser (NADW) nachgewiesen werden, dessen Ausbreitung jedoch durch die geringe Beckentiefe (<2000 m) begrenzt ist.

An den Flanken des Beckens – insbesondere am Westhang der Rockall Bank und am Osthang der Hatton Bank – interagieren tiefe Bodenströmungen mit der Topographie und bilden Konturitdriftkörper. Die Strömungsgeschwindigkeiten am Meeresboden sind jedoch insgesamt moderat, da das Becken durch die flankierenden Bänke vor den energiereichen Hauptströmungen des Nordatlantikstroms und des Tiefen Westlichen Randstroms abgeschirmt ist.

Für die genauere Erforschung der Prozesse hat sich die sogenannte Extended Ellett Line (EEL), heute: Ellett Array, bewährt. Diese hydrographische Messlinie erstreckt sich von Schottland bis nach Island und durchquert dabei den Rockall-Trog, das Hatton-Rockall-Becken sowie das Islandbecken. Mit bis zu 61 Beprobungsstationen und einer horizontalen Auflösung von 10 bis 50 Kilometern erfasst die EEL seit 1975 nahezu kontinuierlich die Eigenschaften der Wassersäule. Eine der wichtigsten Entdeckungen der letzten Jahre ist die Identifikation von zwei quasi-permanenten, nach Norden fließenden Ästen des Nordatlantikstroms (North Atlantic Current, NAC) im Bereich des Rockall-Plateaus. Auf Basis von zwei Jahren kontinuierlicher Gleitermessungen im Rahmen des Overturning in the Subpolar North Atlantic Program (OSNAP) konnten Wissenschaftler diese Strömungen erstmals genau charakterisieren und quantifizieren:

Der Hatton Bank Jet fließt mit einer mittleren Transportrate von 6,3 ± 2,1 Sverdrup (1 Sv = 1 Million Kubikmeter pro Sekunde) über den östlichen Rand des Islandbeckens zwischen 20,5° und 18,5° W. Etwa 30 Prozent seines Transports sind auf vertikale geostrophische Scherung zurückzuführen. Der für diese Region entscheidende Rockall Bank Jet hingegen strömt mit einem Transport von 1,5 ± 0,7 Sv über den östlichen Rand des Hatton-Rockall-Beckens (zwischen 16° und 15° W). Anders als beim Hatton Bank Jet ist sein Transport während der Sommermonate nahezu tiefenunabhängig. Beide Jets zusammen transportieren bemerkenswerte 43 Prozent des gesamten NAC-Oberflächenwassertransports und erreichen während der Sommermonate (Mai bis Oktober) eine mittlere nordwärtige Transportrate von 6,7 ± 2,6 Sv.

Diese Jets unterliegen einer ausgeprägten saisonalen Dynamik, die erstmals durch die hochauflösenden Gleitermessungen sichtbar wurde. Sie sind zudem zu schmal, um von herkömmlichen Satellitenaltimetrie-Daten aufgelöst zu werden, was die Bedeutung der In-situ-Beobachtungen unterstreicht.

Der Rockall Bank Jet ist dabei von besonderer Bedeutung, denn er bildet den östlichsten Arm des Nordatlantikstroms. Er trägt den wärmsten und salzigsten Zweig des Golfstroms, der später das marine Umfeld Westeuropas maßgeblich beeinflusst. Eine detaillierte Analyse der Wassermassen offenbart zusätzliche, großräumige Zusammenhänge: Quasi-synchrone Daten aus dem Jahr 1996 zeigen einen dritten, nach Osten gerichteten Arm des NAC, der am Eingang des Rockall-Trogs scharf nach Nordwesten abbiegt und den südwestlichen Rand der Hatton Bank umschifft. Diese Verzweigung transportiert eine Zunge salzreichen Eastern North Atlantic Water (ENAW), die die gesamten Hatton- und Rockall-Bänke sowie den Rockall-Trog überdeckt. Das salzigste Wasser im gesamten Gebiet findet sich im Rockall-Trog, von wo es zwischen der Rockall- und der Lousy Bank in das nördliche Islandbecken überläuft, bevor es entlang des östlichen Flanks des Reykjanesrückens nach Südwesten weiterwandert.

Diese komplizierte Zirkulation wird durch sechs Jahre kontinuierlicher Verankerungsmessungen (2014–2020) weiter aufgeklärt. Sie zeigen im Rockall-Trog eine mittlere nordwärtige Transportrate von 6,6 Sv durch den NAC (2014–2018), während gleichzeitig ein südwärtiger Transport von −2,0 Sv beobachtet wird – vermutlich Teil einer Rezirkulationszelle um das Rockall-Plateau. Die Transporte unterliegen dabei einer großen saisonalen Schwankung (von −1,6 Sv bis 9,1 Sv), mit einem Maximum im Frühling und Herbst.

Die Langzeitvariabilität dieser Zirkulation ist mittlerweile gut dokumentiert: Die oberflächennahen Wassermassen aller drei erfassten Becken (Rockall-Trog, Hatton-Rockall-Becken und Islandbecken) waren zwischen 1997 und 2001 kühler/frischer, von 2001 bis 2006 wärmer/salziger und seit 2006 wieder kühler/frischer. Dies unterstreicht die Empfindlichkeit der Region gegenüber dekadischen Klimaschwankungen. In diesem Zusammenhang wurde kürzlich ein großflächiges Freshening-Ereignis (Versüßung) nachgewiesen, das ursprünglich um 2015 südlich von Island auftrat und um 2017 den Rockall-Trog erreichte. Es führte zu einer drastischen Reduktion des geostrophischen Transports, ausgelöst durch einen gleichzeitigen Temperaturanstieg im Untergrund an der westlichen Grenze des Beckens.

Neben diesen oberflächennahen und mitteltiefen Strömungen spielt im Hatton-Rockall-Becken auch Tiefenwasser eine wichtige Rolle. Die Wyville-Thomson-Ridge Overflow Water (WTOW) ist die einzige Überlaufwassermasse aus der Norwegischen See, die nicht direkt in das Islandbecken gelangt. Sie findet sich in mittleren Tiefen (600–1200 Meter) im nördlichen Rockall-Trog, unterhalb der nordwärts fließenden warmen Atlantikwässer und oberhalb rezirkulierender, durch das Mittelmeer beeinflusster Wässer sowie des Labrador Sea Water. Eine Analyse historischer Daten zeigt, dass WTOW in 23 von 31 Jahren in einer Tiefe von 57,5° N präsent war. Eine dichtere Komponente unterhalb von 1500 Metern war seltener (12 von 31 Jahren) und auf den westlichen Teil des Trogs beschränkt. Besonders bemerkenswert: Das Fehlen von WTOW in den mittleren 1980er- und frühen 1990er-Jahren fiel mit einer Versüßung und wahrscheinlichen Volumenzunahme des Labrador Sea Water im Trog zusammen. Spuren von WTOW wurden zudem auf dem Rockall-Hatton-Plateau und in tiefen Kanälen zum Islandbecken nachgewiesen, was auf zusätzliche Transportwege hindeutet.

Ökologie und Schutz

Das Hatton-Rockall-Becken beherbergt auf seinen Weichsedimenten bedeutende Vorkommen des habitatbildenden Glasschwamms Pheronema carpenteri, der in einem schmalen Tiefenband von rund 1100 m dichte Aggregationen bildet. Diese Schwammaggregate – mit Dichten von bis zu 1,53 Individuen pro Quadratmeter – gelten als Vulnerable Marine Ecosystems (VME) und sind ein Schwerpunkt des Meeresschutzes in der Region.

Das Hatton-Rockall Basin Nature Conservation MPA wurde von der britischen Regierung zum Schutz der Pheronema-carpenteri-Aggregate und der Tiefseesedimenthabitate eingerichtet und ist das einzige Meeresschutzgebiet, das spezifisch für den Schutz dieser Schwammaggregate ausgewiesen wurde. Die North East Atlantic Fisheries Commission (NEAFC) hat darüber hinaus Fischereischließungen im Bereich des Hatton-Rockall-Beckens erlassen.

Die abgeschiedene Lage des Beckens – weit von den Küsten Irlands und Schottlands entfernt und außerhalb der Ausschließlichen Wirtschaftszonen beider Staaten in Teilen des Plateaus – erschwert die Durchsetzung von Schutzmaßnahmen und macht das Gebiet zu einem Gegenstand ungeklärter seerechtlicher Zuständigkeiten zwischen Großbritannien, Irland, Island und Dänemark (für die Färöer), auch wegen seiner potenziellen Vorkommen an fossilen Energieträgern und den reichen marinen Fischgründen.