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Biogeochemie

Leben im Schattenreich

Unter der Erde Mexikos verbirgt sich ein weit verzweigtes System an Höhlen, die bis zur Decke geflutetet sind. Hier wachsen einzigartige mineralische Formationen, und trotz Finsternis existiert ein vielschichtiges Ökosystem. Darin scheinen Mikroorganismen eine Schlüsselrolle zu spielen.
Forschungstaucher erkunden die Cenote "El Zapote" auf der mexikanischen Halbinsel Yukatan. Die Unterwasserhöhle beherbergt Kalkformationen, "Hells Bells" genannt. Sie entstehen, weil Bakterien die Chemie des Wassers verändern.

Die Karibikhalbinsel Yukatan beherbergt das vermutlich größte Netzwerk an Unterwasserhöhlen weltweit. Schätzungen zufolge erstreckt es sich insgesamt über 7000 Kilometer, wobei einzelne Höhlensysteme bis zu 250 Kilometer Länge erreichen. Entstanden sind sie durch die Korrosion von Kalkstein, das überwiegend Kalziumkarbonat (CaCO₃) enthält und überall in der Region vorkommt. Im Boden verbindet sich Wasser mit CO₂ zu Kohlensäure (H₂CO₃). Die wiederum reagiert mit dem Gestein zu wasserlöslichen Kalzium- (Ca2+) und Hydrogenkarbonationen (HCO₃-) und höhlt den Untergrund so allmählich aus. Man spricht hierbei von Kohlensäureverwitterung. Sie ist ein wichtiger Prozess bei der Bildung von Karstlandschaften, wie sie etwa auch im Mittelmeerraum zu finden sind.

Das poröse Karstgestein an der Ostküste Mexikos steht im ständigen Austausch mit dem Karibischen Meer, das Salzwasser in die Höhlen und deren Verbindungsarme drückt. Zudem werden sie von Regenwasser gespeist, das entweder einsickert oder über so genannte Cenoten direkt einfließt. Cenoten sind rund 10 bis 100 Meter tiefe Einsturzlöcher im Kalkstein, die häufig mitten im Dschungel liegen und das unterirdische Höhlennetz mit der Oberfläche verbinden. Den Maya dienten sie einst als Frischwasserquelle sowie als rituelle Stätten, an denen sie durch tierische und menschliche Opfergaben versuchten, ihre Götter gnädig zu stimmen. Heute steigen Abenteuerlustige und Forscher hier freiwillig in die Unterwelt hinab …

Juni 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2018

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  • Quellen

Brankovits, D. et al.: Methane- and Dissolved Organic Carbon-Fueled Microbial Loop Supports a Subtropical Subterranean Estuary Ecosystem. In: Nature Communications 8, 1835, 2017

Stinnesbeck, W. et al.: Hells Bells – Unique Speleothems from the Yucatán Peninsula, Mexico, Generated under Highly Specific Sub­aquatic Conditions. In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palae­oecology 489, S. 209-229, 2018