Biogeochemie und Ökologie von Lebensgemeinschaften an submarinen Kohlenwasserstoffquellen im Santa Barbara Kanal, Kalifornien, USA
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Forschungsprojekt wurden die biogeochemischen Prozesse und die ökologischen Beziehungen zwischen Organismen an Kohlenwasserstoffquellen (KWQ) im Santa Barbara Kanal, Kalifornien, untersucht. Das Gebiet gehört zu den größten natürlichen KWQ weltweit und entläßt jährlich enorme Mengen Methan und Rohöl aus dem Meeresboden. Mit sehr geringen Wassertiefen von nur 10 bis 60 m und teilweise permeablem sandigen Sedimenten im küstennahen Bereich unterscheiden sich diese KWQ deutlich von denen der Kontinentalhänge und der Tiefsee. Im Mittelpunkt der Untersuchung standen die mikrobiellen Prozesse der anaeroben Oxidation von Methan (AOM), der Sulfatreduktion und der Sulfidoxidation mit gekoppelter CO2-Fixierung (Chemosynthese). Biogeochemische Profile und mikrobielle Umsatzraten (AOM bis zu 350 nmol cm-3 Sediment d-1) weisen auf eine rege Aktivität von methanotrophen Organismen hin. Dabei konnten neben dem anaeroben Abbau durch ANME-2 Archaeen auch Hinweise auf einen aeroben Methanabbau durch methanotrophe Bakterien gefunden werden. Der Standort zeichnet sich besonders durch eine hohe Eindringtiefe von Sauerstoff (bis zu 1.4 cm) und meist unveränderten vertikalen Profilen von Sulfat und Nitrat aus. Diese Beobachtungen gekoppelt mit der hohen Aktivität der methanotrophen Gemeinschaft trotz teilweise untersättigten Methankonzentration führt zu der Schlußfolgerung, daß permeable Sedimente wie Durchflußreaktoren die Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaft anregen, indem permanent neue Elektronenakzeptoren hinzugeführt und inhibierende Endprodukte abgeführt werden. Diese Eigenschaft stellt einen wichtigen Unterschied zu lehmigen, wenig permeablen Sedimenten der Tiefsee dar. Spezielle chemosynthetische Gemeinschaften (Schwefelbakterien, symbiontische Muscheln) konnten an dem Standort nicht gefunden werden. Zwei Erklärungen hierfür sind der zu geringe Sulfidfluß zur Sedimentoberfläche und das Angebot an alternativen Nahrungsquellen in der euphotischen Zone.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Sediment-Microbe Interactions in Permeable Sediments at Hydrocarbon Seeps in the Santa Barbara Channel, California". AAPG Meeting, Long Beach, CA, USA, 2007
T. Treude, W. Ziebis
- "Sediment-Microbe Interactions in Permeable Sediments at Hydrocarbon Seeps in the Santa Barbara Channel, California". Geobiology Meeting, Caltech, Pasadena, CA, USA, 2007
T. Treude and W. Ziebis
- "Sediment-Microbe Interactions in Permeable Sediments at Hydrocarbon Seeps in the Santa Barbara Channel, California". Goldschmidt Konferenz, Köln, Deutschland, 2007
T. Treude, W. Ziebis
- "Flow-Through: AOM in permeable coastal sediments off Santa Barbara, California". AOM Workshop, Aselage, Deutschland, 2008
T. Treude and W. Ziebis
