Bereits vor 300 Millionen Jahren benutzten Mikroben Methanaustritte am Meeresboden für ihren Stoffwechsel – 140 Millionen Jahre früher als bislang gedacht. Dies haben jetzt Bremer Wissenschaftler an Hand molekularer Fossilien nachgewiesen. Mithilfe von Gesteinsproben aus Namibia legen sie damit in der Fachzeitschrift „Geology“ den bislang ältesten Beleg dieses für Kohlenstoffkreislauf und Klima bedeutsamen Prozesses vor.
In den vergangenen Jahren haben Meeresgeologen weltweit große Anstrengungen unternommen, um Methanaustritte am Meeresboden unter biologischen, chemischen und geologischen Aspekten zu erforschen. So nutzen im Ozeangrund lebende einzellige Archaeen gemeinschaftlich mit Bakterien das aus dem Meeresboden aufsteigende Treibhausgas Methan für ihren Stoffwechsel.
Damit schaffen die Mikroorganismen nicht nur die Grundlage des Nahrungsnetzes an den Methanquellen im Meer. Vielmehr läuft dort ein komplexer biogeochemischer Prozess ab, durch den die Einzeller letztendlich den Kohlenstoffkreislauf und damit die Klimaentwicklung beeinflussen – und das seit Jahrmillionen.
Ältester Nachweis für Methannutzung geglückt
Ein Forscherteam des MARUM um den Bremer Geowissenschaftler Daniel Birgel erbrachte jetzt den bislang ältesten Nachweis für die mikrobielle Umsetzung von Methan am Meeresboden. Ungewöhnlicherweise wurden die Meeresforscher dabei an Land fündig. Und zwar 350 Kilometer südlich der namibischen Hauptstadt Windhoek, wo sie im ausgetrockneten Bett des Fischflusses Aufschlüsse in 302 Millionen Jahre altem Schiefergestein untersuchten.
„In der einige Meter hohen Steilwand des Flussufers treten mehrere, bis zu zwei Meter hohe Kalksteinknollen hervor“, berichtet Birgel. „Das Kalkgestein entstand einst als Abfallprodukt der mikrobiellen Methannutzung im Meeresboden. Es wurde ausgefällt und im Meeresboden abgelagert.“
Südafrika und Antarktis ein „Team“
Für Birgel und seine Kollegen entscheidend: Im Kalkstein sind molekulare Fossilien, so genannte Biomarker konserviert, die von den ehemals lebenden Mikroorganismen zeugen. Biomarker sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die Rückschlüsse auf den biologischen Ursprung des Gesteins erlauben. Durch aufwendige Analysen der molekularen Fossilien konnte Birgel nachweisen, dass im vorzeitlichen Ozean tatsächlich mikrobielle Methannutzung stattfand.
Dass Birgel und seine Kollegen dabei an Land fündig wurden, ist kein Zufall: Vor 300 Millionen Jahren, im Zeitalter des Karbon, war das heutige südliche Afrika noch mit der Antarktis verbunden und befand sich in polaren Breiten. Während das Hinterland großflächig vergletschert war, verlief die Meeresküste quer durch das heutige Namibia. Das Gebiet des Fischflusses bildet damals den Grund einer etwa 600 Meter tiefen und sehr nährstoffreichen Meeresbucht.
(idw – MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen, 25.06.2008 – DLO)
