Älteste Methannutzung im Meer nachgewiesen

In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Geology“ weisen Wissenschaftler des MARUM an Hand molekularer Fossilien nach, das Mikroorganismen bereits vor 300 Millionen Jahren Methanaustritte am Meeresboden für ihren Stoffwechsel nutzten – 140 Millionen Jahre früher als bislang nachgewiesen. An Hand von Gesteinsproben aus Namibia legen sie damit 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.

Eine Gruppe um den Bremer Geowissenschaftler Dr. Daniel Birgel erbrachte jetzt den bislang ältesten Nachweis für die mikrobielle Umsetzung von Methan am Meeresboden. Ungewöhnlicherweise wurden die Meeresforscher an Land fündig. 350 Kilometer südlich der namibischen Hauptstadt Windhoek untersuchten sie im ausgetrockneten Bett des Fischflusses Aufschlüsse in 302 Millionen Jahre altem Schiefergestein. „In der einige Meter hohen Steilwand des Flussufers treten mehrere, bis zu zwei Meter hohe Kalksteinknollen hervor“, berichtet MARUM-Forscher Daniel Birgel. „Das Kalkgestein entstand einst als Abfallprodukt der mikrobiellen Methannutzung im Meeresboden. Es wurde ausgefällt und im Meeresboden abgelagert.“

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 Daniel Birgel nachweisen, dass im vorzeitlichen Ozean tatsächlich mikrobielle Methannutzung stattfand. Der Geowissenschaftler lieferte damit den bislang ältesten Nachweis für diesen so wichtigen Prozess am Meeresgrund.

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.

Die Untersuchungen der Bremer Forscher erscheinen in der Juli-Ausgabe der Fachzeitschrift „Geology“ (Seiten 543-546).

Weitere Informationen:
Yasmin Khalil
MARUM-Öffentlichkeitsarbeit
Tel. 0421 – 218-65541
Email: ykhalil@marum.de
Dr. Daniel Birgel
AG Geobiologie
Tel. 0421 – 218-65704
Email: dbirgel@uni-bremen.de
Das MARUM entschlüsselt mit modernsten Methoden und eingebunden in internationale Projekte die Rolle des Ozeans im System Erde – insbesondere im Hinblick auf den globalen Wandel. Es erfasst die Wechselwirkungen zwischen geologischen und biologischen Prozessen im Meer und liefert Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane.