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Hydrologie: Uraltes Wasser schlummert unter Südafrika

Wasserfall in WitwatersrandLaden...
Bislang schätzten Geologen das Gestein des südafrikanischen Witwatersrand-Beckens wegen der dort vorkommenden Goldlagerstätten. Doch das ist nicht die einzige Kostbarkeit, die die Region bietet: In Felsklüften in etwa drei Kilometern Tiefe bohrten nun Barbara Sherwood Lollar von der University of Toronto und unter anderem ihre Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf Wasser an, das rund zwei Milliarden Jahre alt sein könnte – das älteste fossile Wasservorkommen, das bislang bekannt ist.

Seine chemische Signatur unterscheide sich vollkommen von jener der Ozeane oder von Grundwasservorkommen in höheren Gesteinsschichten des Beckens wie auch anderer Regionen, so Lollar. So vermischen sich vielerorts Aquifer und einsickernder Regen, was entsprechende Spuren hinterlässt. Auch werden sie normalerweise von Mikroben extensiv besiedelt – beides fehlt in den bisherigen Proben. Stattdessen weisen sie neben extremen Salzgehalten auch ein ungewöhnliches Profil des Edelgases Neon auf, das sich deutlich von jenem magmatischer Schmelzen und Gasgemische unterscheidet.

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Wasserfall in Witwatersrand | Das Becken von Witwatersrand besteht aus uraltem Gestein, denn es gehört zu einem Kraton – dem Kernbereich eines Kontinents mit verdickter Gesteinskruste. Doch Wasser sprudelt hier nicht nur oberirdisch: In der Tiefe wurde das Nass über Milliarden Jahre isoliert.
Die nachgewiesene Neonisotopensignatur entstand offensichtlich vor rund zwei Milliarden Jahren – damals fand die letzte gesteinsbildende Phase in dem alten Kraton statt – und wurde dort unten isoliert. Nach und nach entwich ein Teil des Neon aus seiner mineralischen Umgebung und löste sich in Flüssigkeiten, die im Tiefengestein zirkulierten. Seit damals blieb dieses Wasser von äußeren Einflüssen abgeschnitten, da sich ansonsten seine Neonsignatur an jene des Oberflächenwassers angepasst hätte: Diese ist weltweit nahezu identisch. Auch weitere chemische Komponenten des Witwatersrand-Wassers belegen, dass es isoliert entstanden sein muss.

Ihr Fund bestätigt den Geowissenschaftlern, dass das Becken ein einzigartiges Archiv der Erdgeschichte darstellt: Schon vor einigen Jahren hatten sie in 1500 Meter tiefen Minenschächten der Region Bakterienkolonien nachgewiesen. Und in den Spaltensystemen in drei Kilometern Tiefe stießen sie auf Mikrobenökosysteme, die für ihren Energiestoffwechsel gelöste Verbindungen aus dem umgebenden Gestein nutzen. Sie ähneln genetisch Mikroorganismen, die an Hydrothermalquellen in der Tiefsee hausen, so dass sie wohl nicht vor Ort autonom entstanden sind. Wahrscheinlich kolonisierten sie das Gestein schon vor sehr langer Zeit und wurden dann später von der Außenwelt abgeschnitten, vermutet Lollar. (dl)

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