Welche Rolle spielen hydrothermale Quellen im Kreislauf gelösten organischen Materials im Meer? Für eine Studie dazu haben Forschende der Universitäten Bremen und Oldenburg Proben aus dem Guaymas-Becken im Golf von Kalifornien analysiert.

Das Guaymas-Becken ist ein aktives tektonische Becken mit hydrothermalen Quellen, das bekannt ist für seine natürlichen Öl-Austrittstellen, an denen Mikroorganismen das sickernde Öl als Energie- und Nahrungsquelle nutzen und so den Kohlenstoffkreislauf antreiben. Da Mikroorganismen bevorzugt wasserlösliche organische Moleküle abbauen, ist es wichtig zu verstehen, wie hydrothermale Prozesse DOM mobilisieren, zum Beispiel aus den natürlichen Erdölaustritten. Die genauen Prozesse dahinter sind aber noch weitgehend unerforscht. 

Bei der Analyse hat das Team herausgefunden, dass die Zusammensetzung der freigesetzten wasserlöslichen organischen Moleküle, also des  DOM, stark von Temperatur der hydrothermalen Systeme und der Zusammensetzung des Erdöls beeinflusst wurde.

Die Ergebnisse zeigen, dass hydrothermale Sedimente eine Quelle von bioverfügbaren organischen Molekülen sind, also Verbindungen, die relativ schnell mikrobiell abgebaut werden können. Sie sind aber auch eine Quelle von stabileren, komplexen DOM-Verbindungen, das wasserlösliche Erdölverbindungen in die Tiefsee abgibt, die vermutlich langsamer abgebaut werden, heißt es in der Studie. Sie wurde jetzt in Limnology and Oceanography veröffentlicht. Somit haben diese hydrothermalen Systeme wahrscheinlich nicht nur Auswirkungen auf lokale Ökosysteme, sondern auch auf weiter ausgedehnte Bereiche der Tiefsee. Die Studie unterstreicht daher den Bedarf an mehr quantitativer Forschung über den Beitrag hydrothermaler Sedimente zum DOM-Kreislauf in der Tiefsee im Speziellen und dem gesamten ozeanischen Kreislauf im Allgemeinen. Zudem könnte das Guaymas-Becken auch eine Quelle für den so genannten Schwarzen Kohlenstoff (Black Carbon) sein. Solche langlebigen Kohlenstoffverbindungen werden nicht merklich abgebaut, ihre Herkunft ist noch nicht vollkommen geklärt.

Beteiligt an der Studie waren Dr. Florence Schubotz und Erstautor Jonas Brünjes vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und inzwischen der University of Toronto (Kanada), Dr. Michael Seidel vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg sowie Prof. Dr. Andreas Teske von der University of North Carolina (USA). 

Die Entschlüsselung der Quellen und Senken von gelöstem organische Material und deren quantitative Bedeutung im marinen Kohlenstoffkreislauf ist auch essentielles Thema im Exzellencluster „Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“, in dessen Rahmen die Studie gefördert wurde. 

Quelle: MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften