Charlie-Gibbs-Bruchzone

Die Charlie-Gibbs-Bruchzone besteht aus zwei getrennten, parallel verlaufenden Transformstörungen – der südlichen (Charlie) und der nördlichen (Gibbs) –, die durch ein kurzes, seismisch aktives Intra-Transform-Spreizungszentrum (englisch intra-transform spreading centre, ITR) von rund 40 km Länge verbunden sind.^[2] Die südliche Transformstörung versetzt den von Süden (vom Azoren-Tripelpunkt her) kommenden MAR um rund 120 km nach Westen; die nördliche Transformstörung versetzt den Rücken um weitere rund 230 km nach Westen, bevor er als Reykjanesrücken in Richtung Island fortsetzt. Der Gesamtversatz des Systems beträgt damit über 340 km, was die CGFZ zum längsten Transformsystem im Nordatlantik macht.^[3][2]

Die beiden Transformtäler bilden tiefe, ost-west-streichende Gräben mit Wassertiefen von über 4000 m. Die nördlichen Riftberge (die Nordwand der nördlichen Transformstörung) sind deutlich höher als die südlichen, was einen regionalen Übergang in der Morphologie des Atlantikbodens widerspiegelt: Nördlich der CGFZ liegt der Meeresboden insgesamt höher als südlich – ein Effekt des Island-Hotspots, dessen dynamischer Auftrieb die Lithosphäre nördlich der Bruchzone anhebt.^[4][2]

Hochauflösende bathymetrische Daten zeigen, dass der Intra-Transform-Rücken zwischen den beiden Transformstörungen ein komplexes Relief aus überlappenden ozeanischen Kernkomplexen aufweist – Erhebungen, die bis auf rund 570 m unter die Meeresoberfläche aufsteigen und an denen Serpentinitisierter Peridotit, Gabbro und Mylonit aufgeschlossen sind, jedoch keine extrusiven Basalte.^[5] Diese Geologie deutet auf eine überwiegend tektonische, magmaarme Spreizung im Intra-Transform-Bereich hin.

Die Bruchzone lässt sich als fossile Spur weit über die aktiven Transformstörungen hinaus verfolgen: Im Westen reicht sie als inaktive Bruchzone bis zum Kontinentalrand vor Labrador und Neufundland, im Osten bis zum Rockallgraben westlich Irlands – ein Zeugnis von rund 90 Millionen Jahren atlantischer Spreizungsgeschichte.

Die Bruchzone wurde 1966 erstmals von der USCGC Spar (WLB-403) auf ihrer Rückreise von einer Arktisvermessung untersucht und nach der nahegelegenen Wetterstation Charlie der US-Küstenwache (bei 52° 45′ N, 35° 30′ W) benannt. 1968 führte das Forschungsschiff USNS Josiah Willard Gibbs (T-AGOR-1) eine ausgedehntere Vermessung durch, woraufhin vorgeschlagen wurde, die Bruchzone in Gibbs Fracture Zone umzubenennen – entsprechend der Konvention, ozeanische Bruchzonen nach Forschungsschiffen zu benennen. Der Vorschlag wurde nur teilweise akzeptiert: Der offizielle Name lautet seither Charlie-Gibbs Fracture Zone, wobei sich der Doppelname auf das Gesamtsystem der zwei parallelen Bruchzonen bezieht.^[6]

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Tiefer Wasseraustausch

Die Charlie-Gibbs-Bruchzone ist der wichtigste tiefe Durchlass im Mittelatlantischen Rücken für den Austausch von Tiefenwassermassen zwischen dem östlichen und dem westlichen Nordatlantik. Drei Prozesse sind von besonderer Bedeutung:

Island-Schottland-Überstromwasser (ISOW) fließt als tiefer Bodenstrom südwestwärts entlang der Ostflanke des Reykjanesrückens durch das Islandbecken und tritt an der CGFZ durch die tiefen Transformtäler in den westlichen Nordatlantik über. Verankerungsmessungen von Saunders (1994) und Bower und Furey (2017) dokumentierten den ISOW-Transport durch die Bruchzone und zeigten eine erhebliche zeitliche Variabilität.^[7][1] Zou et al. (2020) wiesen anhand von RAFOS-Float-Daten nach, dass ISOW westlich der CGFZ nicht – wie klassisch angenommen – ausschließlich nordwärts entlang der Westflanke des Reykjanesrückens strömt, sondern sich auch ins Innere des Irminger- und Labradorbeckens ausbreitet und teilweise südwärts entlang der Westflanke des MAR weiterzieht.^[8]

Labradorseewasser (LSW) fließt als intermediäre Wassermasse aus dem westlichen in den östlichen Nordatlantik und durchquert die CGFZ in der entgegengesetzten Richtung – ostwärts. LSW ist in den intermediären Tiefen (rund 1000–1500 m) der Bruchzone als Minimum in Salinität und potentieller Vorticity nachweisbar.

An der Oberfläche kreuzt der Nordatlantikstrom (NAC) den Mittelatlantischen Rücken im Bereich der CGFZ bei etwa 53° N, was die Subarktische Front – die ozeanographische Grenze zwischen warmem, salzreichem subtropischem und kühlem, frischerem subpolarem Oberflächenwasser – an dieser Stelle an den Rücken bindet. Nördlich und südlich der Front unterscheiden sich Oberflächentemperatur, Salinität und biologische Gemeinschaften deutlich.^[8]

Biogeographische Grenze

Die Charlie-Gibbs-Bruchzone bildet die wichtigste biogeographische Übergangszone am Mittelatlantischen Rücken. Die Kombination aus ost-west-gerichteter bathymetrischer Barriere (MAR) und nord-süd-gerichteter Barriere (die tiefen Transformtäler selbst) erzeugt einen Kreuzungspunkt, an dem sich die Verbreitungsgebiete benthischer Arten verändern. Priede et al. (2013) und Keogh et al. (2022) zeigten signifikante Unterschiede in der Zusammensetzung der Megafauna nördlich und südlich der Bruchzone, wobei Wassertiefe und die Verfügbarkeit von Hartsubstrat (magmatische und metamorphe Gesteine des Transformrückens) als wichtigste Einflussfaktoren auf den Artenreichtum identifiziert wurden.^[9][10]

Die ökologische Bedeutung der Charlie-Gibbs-Bruchzone führte 2010 zur Einrichtung des Charlie-Gibbs Marine Protected Area durch die OSPAR-Kommission – eines der weltweit ersten Meeresschutzgebiete auf Hoher See. Das Schutzgebiet umfasst zwei Zonen (Nord und Süd) beiderseits der Bruchzone und schützt die dortigen Tiefseekorallen, Schwammgemeinschaften, die Benthosfauna des Transformrückens und die pelagischen Lebensgemeinschaften im Bereich der Subarktischen Front. Die CGFZ wurde darüber hinaus von der Organisation Mission Blue als Hope Spot ausgewiesen.^[11]