Ein Team um Zongqi Zou vom Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory in Guangzhou berichtet darüber in der Fachzeitschrift „Science Advances“. Die Forscher holten winzige Körner aus Zahnmineral aus dem Tiefseeschlamm und maßen sie direkt an Ort und Stelle im Korn. Der Schlamm lagerte sich in den Jahrmillionen nach einer großen Abkühlung der Erde ab, und zwar genau dort, wo die antarktische Tiefenströmung durch den Nordpazifik zieht.

Neun von zehn Teilen stecken im Zahninneren

Die Messung zeigt eine klare Verteilung. Rund 90 Prozent der seltenen Metalle, also der sogenannten Seltenen Erden samt dem verwandten Yttrium, sitzen im inneren Zahnbein. Das ist die Schicht direkt unter dem harten Außenmantel.

Dass Fischzähne nach dem Tod Metalle schlucken, hatte bereits eine Studie aus dem Jahr 2025 gezeigt. Zerfällt das Eiweiß Kollagen im Zahn, entstehen winzige Poren. Durch sie saugt das Zahnmineral Seltene Erden aus dem Schlamm auf, bis fossile Zähne drei- bis sechsmal so viel davon enthalten wie Zähne heutiger Fische.

Ein Zahn trägt zwei Meere in sich

Den Durchbruch brachte das Metall Neodym. Es kommt in mehreren leicht verschiedenen Varianten vor, und jedes Meer mischt sie auf seine eigene Art. Diese Mischung wirkt wie ein Fingerabdruck des Wassers, und Forscher fassen sie in einer einzigen Kennzahl zusammen.

Im Zahnbein liegt dieser Wert bei etwa minus 5. Fast denselben Wert zeigen winzige Mineralkörnchen, die direkt im Schlamm neu gewachsen sind, und beide passen zum Wasser des Nordpazifiks. Die dichte Außenschicht derselben Zähne springt dagegen auf etwa minus 10 und gleicht damit Meerwasser aus dem Südpazifik.

Damit wird jeder Zahn zu einem doppelten Archiv. Die Außenschicht bewahrt den Fingerabdruck des Wassers, in dem der Fisch schwamm. Das Zahnbein speichert den Ort, an dem der Zahn im Schlamm landete.

Ein Strom am Meeresgrund wird zum Förderband

So ließe sich der Weg rekonstruieren: Ein Fisch zieht durch Wasser, dessen Chemie dem Südpazifik gleicht. Er stirbt, sein Körper zerfällt, und seine Zähne sinken durch die Dunkelheit bis zum Meeresboden.

Dort beginnt nach dem Vorschlag der Forscher die eigentliche Reise. Die Tiefenströmung aus der Antarktis packt die Zähne, schleppt sie entlang ihres Weges nach Norden und sortiert sie dabei. Am Ende bleiben sie in Becken weiter stromabwärts liegen und reichern dort den Schlamm mit Seltenen Erden an.

Der zeitliche Zusammenhang war schon länger bekannt. Solche Schlammlager tauchten weltweit erst nach der großen Abkühlung auf, und zwar genau dort, wo sich zur gleichen Zeit die antarktische Tiefenströmung ausbreitete. Warum beides zusammenfällt, blieb bis jetzt offen.

Schneckentempo macht den Schatz

Weniger als einen halben Meter in einer Million Jahre: So langsam wächst der Schlamm, in dem sich die Seltenen Erden anreichern. Erstmals beschrieb eine Gruppe um Yasuhiro Kato von der Universität Tokio solche Lager im Pazifik im Jahr 2011. Eine Folgestudie wertete 2016 insgesamt 3968 Proben aus dem Pazifik und dem Indischen Ozean aus und machte dieses Schneckentempo als Schlüssel aus.

Wie verlässlich Zahnmineral seine Umwelt aufzeichnet, prüfte schon das EU-Projekt VISE. Dafür verglichen die Forscher fossile Zähne mit Haizähnen, die lebende Tiere in Aquarien mit genau kontrolliertem Wasser abgeworfen hatten.

Gemessen sind die Werte in den Zähnen. Die Reise mit der Tiefenströmung ist dagegen die Erklärung, die das Team vorschlägt. Auch die Methode hat ihre Tücken: Die Studie von 2025 fand in fossilen Fischzähnen Neodym-Werte, die nicht zum erwarteten Meer passten, und mahnte deshalb zur Vorsicht bei der Deutung.

Bestätigt sich die Trennung der beiden Schichten, lässt sich ein einziger Fischzahn wie ein Fahrtenschreiber lesen. Er hält fest, wo das Tier lebte und wo die Tiefsee ihn schließlich ablegte.

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