Leben in tiefster Ozeankruste nachgewiesen

Sogar in der tiefsten Schicht der ozeanischen Kruste haben Forscher jetzt Leben entdeckt. In mehr als einem Kilometer Tiefe unter dem Meeresboden des Nordatlantiks stießen sie auf eine überraschende Vielfalt von Mikroorganismen, die fernab von Licht und Luft Gase und Kohlenwasserstoffe im Gestein abbauen. Diese jetzt in „PLoS One” veröffentlichte Studie hat auch Auswirkungen auf Pläne, diese Gesteinsschichten als Kohlendioxidspeicher zu nutzen.

Rund 70 Prozent der Erdoberfläche sind von ozeanischer Kruste bedeckt. Sie bildet den Untergrund unter dem Meeresboden der Meere. Geologisch sind die wichtigsten Prozesse dieser Krustenteile zumindest zum Teil erkundet. Normalerweise besteht der Meeresgrund aus drei Schichten, einem dünnen Sedimentschicht, einer aus erstarrtem Magma bestehenden Basaltschicht sowie dem tiefen, langsamer abgekühlten Gabbro. Völlig unbekannt war dagegen, ob und welche Lebensformen es in der Tiefe der ozeanischen Kruste gibt – unter anderem wegen der Schwierigkeit, Proben gerade aus den tiefen Gabbro-Schichten der Kruste zu gewinnen.

Atlantis-Bergmassiv als Fenster in die Tiefe

Das hat sich jetzt geändert: Denn mitten im Nordatlantik, knapp östlich des Schnittpunkts des mittelatlantischen Rückens mit der Atlantis-Störung, liegt ein gewaltiges unterseeisches Bergmassiv. Das Atlantis-Massiv steigt 4,250 Meter vom Meeresboden aus in die Höhe und endet rund 700 Meter unter der Wasseroberfläche des Atlantiks. An dieser Stelle existiert eine einzigartige Besonderheit: Während die Gabbro-Schicht überall sonst erst rund zwei Kilometer unter der Erdoberfläche beginnt, liegt sie hier – angehoben durch Faltungen und Hebungsprozesse – hunderte Meter höher. Eine internationale Forschungsexpedition hat daher dort Bohrungen durchgeführt, um erstmals auch die Mikrobiologie des ozeanischen Gabbro zu erforschen.

Reiche Vielfalt mikrobiellen Lebens

Überraschenderweise war diese tiefe Gesteinsschicht alles andere als tot und lebensfeindlich: Stattdessen stießen die Forscher auf eine ganze Palette biologischer Aktivität: Mikroben bauten Kohlenwasserstoffverbindungen ab, einige von scheinen fähig, zur Energiegewinnung Methan zu oxidieren. In zahlreichen Bakterien waren zudem Gene aktiv, die auf Prozesse zur Fixierung oder Umwandlung von Stickstoff und Kohlenstoff aus Gasen hindeuteten.

„Das ist ein neues Ökosystem, das fast niemand bisher erkundet hat”, erklärt Martin Fisk vom College of Oceanic and Atmospheric Sciences an der Oregon State Universität. „Wir haben ein paar Bakterienformen erwartet, aber die lange Liste der biologischen Funktionen, die so tief unter der Erde ablaufen, ist überraschend.“

Auswirkungen für Geo-Engineering-Pläne

Interessant ist diese vielseitige Lebenswelt auch deshalb, weil die Mikroben der tiefen Ozeankruste zumindest das genetische Potenzial zu besitzen scheinen, Kohlenstoff aufzunehmen und zu speichern. Damit könnten sie auch eine wichtige Rolle für den Kohlenstoffkreislauf in den Meeresböden insgesamt, aber auch für Versuche der künstlichen Einleitung und Speicherung von CO2 im Rahmen des Geo-Engineering spielen. Denn angesichts der Existenz einer ganzen Lebenswelt im Untergrund müssten solche Pläne neu durchdacht und evaluiert werden.

„Diese Ergebnisse bieten uns keine einfachen Lösungen für einige der Umweltprobleme, die wir hier auf der Erde haben, wie der Klimawandel oder die Verschmutzung der Meere durch Öllecks”, erklärt Fisk. „Aber sie deuten darauf hin, dass es eine ganze Welt biologischer Aktivität tief unter dem Ozean gibt, über die wir kaum etwas wissen und die wir erkunden müssen.“ Mikrobielle Prozesse in dieser unterseeischen Umwelt haben daher, wie die Autoren schreiben, „das Potenzial, die Biogeochemie des Ozeans und der Atmosphäre signifikant zu beeinflussen.“

(Oregon State University, 23.11.2010 – NPO)