Mikroben zweieinhalb Kilometer unter dem Meeresboden entdeckt

24. Juli 2015, 05:30
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Überbleibsel einer versunkenen Welt: Forscher fanden in Bohrkernen unter dem Meeresboden Mikroorganismen, die mit Bewohnern von Waldböden verwandt sind

Yokosuka/Bremen/Leoben – Über 20 Millionen Jahre ist es her, dass die Region nördlich der japanischen Hauptinsel vom Meer verschlungen wurde. Und doch sind immer noch Reste des damaligen Ökosystems erhalten geblieben: Ein internationales Forscherteam mit österreichischer Beteiligung berichtet in "Science" von der Entdeckung lebender Mikroorganismen aus rund zweieinhalb Kilometern unter dem Meeresboden. Die anaeroben Mikroben wandeln dort Kohle, die in den Ablagerungen enthalten ist, in Methan um.

Das Team um Fumio Inagaki vom japanischen Meeresforschungszentrum Jamstec und Kai-Uwe Hinrichs von der Universität Bremen hat vor Japan tiefer gebohrt als jemals zuvor: Bis 2.466 Meter tief drangen die Forscher im Jahr 2012 mit dem japanischen Forschungsbohrschiff Chikyū vor der Shimokita-Halbinsel unter den Meeresboden vor und brachten Sedimentproben an die Oberfläche. Die Ergebnisse der Auswertung haben sie nun vorgelegt.

Methanproduzenten

"In unseren Proben aus der Tiefe haben wir mikrobielle Zellen entdeckt", berichtete Hinrichs in einer Aussendung der Universität Bremen. Er erforscht mithilfe von Biomarkermolekülen die Zusammensetzung der neu entdeckten mikrobiellen Lebensgemeinschaften, ihren Stoffwechsel und ihre Rolle im Kohlenstoffkreislauf unseres Planeten.

Bis in eine Tiefe von 2.458 Metern seien in den Bohrkernen unterschiedliche intakte mikrobischer Zellen gefunden worden. Die Zelldichte nahm mit der Tiefe ab. Die Forscher dürften hier tatsächlich schon nahe an die untere Grenze der Biosphäre vorgedrungen sein.

"Die mikrobiellen Grenzgänger wandeln dort unten Kohle, die in den Ablagerungen enthalten ist, in Methan um", so Hinrichs. In den kohlehaltigen Schichten der Ablagerung der Ozeankruste leben die Mikrobengemeinschaften bei Temperaturen zwischen 40 und 60 Grad Celsius.

Wie Analysen zeigten, unterscheidet sich die Mikrobengemeinschaft in den tiefer gelegenen kohlehaltigen Schichten der Ablagerung stark von den Biozönosen der oberen Sedimentschichten, schildern die Autoren der Studie: "Sie weist Ähnlichkeiten zu Mikrobengemeinschaften auf, wie man sie in Waldböden findet", so Erstautor Inagaki. Es scheint sich also um den allerletzten Rest einer versunkenen Welt zu handeln.

20 Millionen Jahre alte Kohleablagerungen

Die bis zu sieben Meter dicken Kohleablagerungen im Meeresboden dürften an der Grenze des Miozän zum Oligozän – also vor mehr als 20 Millionen Jahren – entstanden sein, sagt Doris Groß von der Montanuniversität Leoben, die ebenfalls an der Studie beteiligt war. Wie die Datierung von Pollen- und Sporenfunden ergeben habe, seien damals große Mengen organischen Materials von Landpflanzen in Küstennähe vorhanden gewesen.

Der Küstenbereich dürfte dann infolge geologischer Prozesse im Meer versunken sein und sich so zum heutigen Meeresboden umgewandelt haben, vermutet die Forscherin. Sie war im Rahmen der Expedition des Integrated Ocean Drilling Programm 2012 fast zwei Monate auf dem japanischen Forschungsschiffs und untersuchte vor allem Abfolge, Zusammensetzung und Veränderungen der insgesamt elf Kohleflözlagen im Sediment. (APA, red, 23.7.2015)

  • Elektronenmikroskopische Aufnahme der Mikroorganismen, die fast zweieinhalb Kilometer unter dem Meeresboden Methan produzieren.
    foto: hiroyuki imachi/jamstec

    Elektronenmikroskopische Aufnahme der Mikroorganismen, die fast zweieinhalb Kilometer unter dem Meeresboden Methan produzieren.

  • Das japanische Fohrschungsschiff Chikyū kann bis zu 3.600 Meter in den Meeresgrund vordringen. Die aktuelle Entdeckung entstammt aus dem Gebiet vor der Shimokita-Halbinsel.

    Das japanische Fohrschungsschiff Chikyū kann bis zu 3.600 Meter in den Meeresgrund vordringen. Die aktuelle Entdeckung entstammt aus dem Gebiet vor der Shimokita-Halbinsel.

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