title: Tracing microbial activity in the rock record
Creators: name: Zwicker, Jennifer
Publisher: name: :none
Year: 2019

description: Mikroorganismen sind die ältesten bekannten Lebensformen auf unserem Planeten. Seit dem Hadaikum bis heute haben Mikroorganismen die Erde gestaltet und beeinflusst, und gestalten auch heute noch Lebensräume in den Ozeanen und an Land. Die Stoffwechselprozesse von bestimmten Mikroorganismen beeinflussen ihre Umgebung, sodass es häufig zur Bildung von Gesteinen kommt. Karbonatgesteine sind ein Archiv für mikrobielle Aktivität an denen man den Ursprung und die Evolution von Stoffwechselprozessen untersuchen kann. Diese Arbeit präsentiert Beispiele wie das geomikrobiologische Karbonatarchiv detaillierte Informationen über mikrobielle und frühdiagenetische Prozesse aus dem Phanerozoikum liefert. Bestimme Archaeen und Bakterien gewinnen ihre Energie über Chemosynthese, wie zum Beispiel über Methanotrophie oder Methanogenese. Ein weiterer wichtiger Prozess bei dem bestimmte Mikroorganismen eine Rolle spielen ist die Phosphogenese. Die Untersuchungen dieser Arbeit beinhalten phanerozoische Karbonate aus kalten Methanquellen an denen anaerobe Oxidation von Methan stattgefunden hat und die Karbonatbildung ermöglichte. Anaerobe Archaeen sind die einzigen bekannten Organismen die Methan produzieren. Phosphogenese ist ein Prozess der in den heutigen Ozeanen vor allem an Auftriebsgebieten stattfindet. Dieser Prozess konnte in einer Studie an kalten Quellen nachgewiesen werden, wobei die großen Schwefelbakterien für die Anreicherung und Erhaltung von Phosphat eventuell eine wichtige Rolle spielen. Eine weitere Untersuchung liefert den ersten Hinweis auf mikrobielle Methanogenese gebunden an terrestrische Serpentinisierung. Dünnschliffpetrographie, geochemische Modellierung, sowie stabile Isotopen- und Spurenelementgeochemie werden angewendet um mikrobielle Aktivität in diesen verschiedenen Ökosystemen zu untersuchen.
description: Microorganisms represent the most ancient form of life on Earth, and constitute the earliest fossils known in the rock record. From the time of the Hadean ocean until the present, microbial communities have influenced and modified the environment more than any other form of life, and continue to shape terrestrial and marine habitats to this day. Microbial communities shape the cycles of carbon, oxygen, sulfur, nitrogen, and phosphorus, and their traces can be preserved in the rock record. Sedimentary rocks such as carbonate rocks represent an archive of microbial activity in the Phanerozoic, making these rocks prime targets in the study of the origin and evolution of metabolic processes. This thesis presents three examples of how the geomcirobiological carbonate archive reveals detailed insights into microbial and early diagenetic processes. The three processes targeted are methanogenesis, anaerobic methanotrophy, and phosphogenesis. Methanogenesis is performed by archaea, anaerobic methanotrophy by archaea and bacteria in the modern oceans today, where theses biogeochemical processes locally constitute the basis for chemosynthetic ecosystems. Phosphogenesis is the precipitation of phosphate minerals and is usually associated with nutrient-rich upwelling systems, and requires specific environmental conditions. These processes all involve the activity of microbial communities, and can be archived by carbonate and phosphate mineral formation during early diagenesis. The studied examples from this thesis comprise Phanerozoic methane-seep deposits, as well as terrestrial carbonates associated with serpentinization. Thin section petrography, geochemical modeling, and stable carbon and oxygen isotope and rare earth element geochemistry are applied in order to trace microbial metabolic processes in different environments, demonstrating the potential of the microbial carbonate archive in preserving information on past and present microbial habitats.