News: Blick in den Abgrund
Auf den Meeresboden sinkende organische Substanzen werden meist in den oberen Dezimetern und Metern von Mikroorganismen umgesetzt. Doch erstaunlicherweise blüht selbst in der einige hundert Meter darunter gelegenen Erdkruste noch das Leben.
Die Sedimente der Ozeanböden sind seit vielen Jahren Gegenstand intensiver Erforschung. Dabei interessieren sich die Wissenschaftler insbesondere für die mikrobiellen Lebensgemeinschaften, schließlich ist ihre Aktivität über geologische Zeiträume in den Sedimentschichten gespeichert und kann so beispielsweise Aufschluss über vergangene Klimaveränderungen geben. Doch in welcher Tiefe werden die Umstände so unwirtlich, dass sich selbst die spezialisiertesten Organismen nicht mehr halten können?
Es ist bekannt, dass im Bereich der mittelozeanischen Rücken mitunter auch mäßig heißes Wasser durch die Risse und Klüfte des Basalts strömt. Allerdings befinden sich diese unterhalb mächtiger Sedimentschichten und somit mit üblicher Bohrtechnik kaum erreichbar.
Doch nun bot sich Wissenschaftlern eine einzigartige Gelegenheit: Geologen hatten im Rahmen eines Tiefseebohrungsprogramms in einer Flanke des Juan-de-Fuca-Rückens im Nordosten des Pazifischen Ozeans ein tiefes Bohrloch durch 250 Meter mächtige Sedimentschichten und 50 Meter Basalt hinterlassen. Und so erforderte es nur noch eine empfindliche Analysevorrichtung und einiges an Klempnerarbeit, um das 65 Grad Celsius warme Wasser zu beproben und an die Oberfläche zu befördern - was in Anbetracht von rund 2000 Metern Wassertiefe, ungeheurem Druck und allerlei technischer Raffinessen alles andere als ein Kinderspiel war.
Doch die Mühen haben sich gelohnt: Die Wissenschaftler um James Cowen von der University of Hawaii machten in den wassergefüllten Rissen dieser rund 3,5 Millionen Jahre alten Erdschichten eine aufregende Entdeckung. Denn die chemische Analyse zeigt, dass die Proben reich an Ammonium, Sulfiden und Kohlendioxid waren, während die Nitrat- und Sulfatkonzentrationen weit unter dem des normalen Meerwassers lagen. Und all das ist Ausdruck von mikrobieller Aktivität. Denn wenn Bakterien organische Substanzen umsetzen, dienen ihnen vor allem die im Meerwasser gelösten Stoffe Nitrat und Sulfat als Energiespender, wobei sie selbst Kohlendioxid produzieren. Das Nitrat wird dabei zu Ammonium umgesetzt und das Sulfat zu Sulfiden.
Der Blick durch das Mikroskop brachte schließlich Gewissheit: Die Mikrobiologen fanden in den Wasserproben zahlreiche Bakterien, die, das zeigten RNA-Analyseverfahren, zahlreichen bekannten Bakterien ähneln. Ein Großteil dieser Mikroorganismen glich beispielsweise den sulfat- und nitratreduzierenden Organismen, wie sie vor allem in Meeressedimenten weit verbreitet sind.
Nach Ansicht der Wissenschaftler ist die ozeanische Erdkruste eine bedeutende Biosphäre mit ganz eigenen Gesetzen. "Bisher wussten wir praktisch nichts über das Leben in so großer Tiefe", erklärt Co-Autor Michael Rappé, "aber wir haben hier tatsächlich beinahe so viele Bakterien angetroffen wie im darüber liegenden Meerwasser auch."
Es ist bekannt, dass im Bereich der mittelozeanischen Rücken mitunter auch mäßig heißes Wasser durch die Risse und Klüfte des Basalts strömt. Allerdings befinden sich diese unterhalb mächtiger Sedimentschichten und somit mit üblicher Bohrtechnik kaum erreichbar.
Doch nun bot sich Wissenschaftlern eine einzigartige Gelegenheit: Geologen hatten im Rahmen eines Tiefseebohrungsprogramms in einer Flanke des Juan-de-Fuca-Rückens im Nordosten des Pazifischen Ozeans ein tiefes Bohrloch durch 250 Meter mächtige Sedimentschichten und 50 Meter Basalt hinterlassen. Und so erforderte es nur noch eine empfindliche Analysevorrichtung und einiges an Klempnerarbeit, um das 65 Grad Celsius warme Wasser zu beproben und an die Oberfläche zu befördern - was in Anbetracht von rund 2000 Metern Wassertiefe, ungeheurem Druck und allerlei technischer Raffinessen alles andere als ein Kinderspiel war.
Doch die Mühen haben sich gelohnt: Die Wissenschaftler um James Cowen von der University of Hawaii machten in den wassergefüllten Rissen dieser rund 3,5 Millionen Jahre alten Erdschichten eine aufregende Entdeckung. Denn die chemische Analyse zeigt, dass die Proben reich an Ammonium, Sulfiden und Kohlendioxid waren, während die Nitrat- und Sulfatkonzentrationen weit unter dem des normalen Meerwassers lagen. Und all das ist Ausdruck von mikrobieller Aktivität. Denn wenn Bakterien organische Substanzen umsetzen, dienen ihnen vor allem die im Meerwasser gelösten Stoffe Nitrat und Sulfat als Energiespender, wobei sie selbst Kohlendioxid produzieren. Das Nitrat wird dabei zu Ammonium umgesetzt und das Sulfat zu Sulfiden.
Der Blick durch das Mikroskop brachte schließlich Gewissheit: Die Mikrobiologen fanden in den Wasserproben zahlreiche Bakterien, die, das zeigten RNA-Analyseverfahren, zahlreichen bekannten Bakterien ähneln. Ein Großteil dieser Mikroorganismen glich beispielsweise den sulfat- und nitratreduzierenden Organismen, wie sie vor allem in Meeressedimenten weit verbreitet sind.
Nach Ansicht der Wissenschaftler ist die ozeanische Erdkruste eine bedeutende Biosphäre mit ganz eigenen Gesetzen. "Bisher wussten wir praktisch nichts über das Leben in so großer Tiefe", erklärt Co-Autor Michael Rappé, "aber wir haben hier tatsächlich beinahe so viele Bakterien angetroffen wie im darüber liegenden Meerwasser auch."
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