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Die Überlebenden des Toten Meeres
In den extrem salzigen Sedimenten des Toten Meeres leben Mikroorganismen unter klimatischen Bedingungen, wie sie vor einigen zehntausend Jahren geherrscht haben. Von Anton Vos
(Aus "Horizonte" Nr. 107 Dezember 2015)
Seit 80 000 Jahren unter 200 Meter Sedimenten Salzgehalt vergraben und noch immer munter: Die dank Bohrungen in den Sedimenten des Toten Meeres entdeckten Mikroorganismen sind zäh. Sie könnten uns einen Einblick in die klimatischen Bedingungen zum Zeitpunkt der Ablagerung gewähren. Die Arbeiten wurden vom Doktoranden Camille Thomas durchgeführt und von Daniel Ariztegui, Professor für Erdwissenschaften der Universität Genf, geleitet.
"Die Erforschung des untersten Bereichs der Biosphäre – das heisst der unter der Erdoberfläche lebenden Bakterien und Archaeen (den Bakterien ähnliche einzellige Organismen ohne Zellkern, Anm. d. Red.) – begann in den 1990er Jahren, als Mikroorganismen entdeckt wurden, die in 1,5 Kilometer Tiefe unter dem Meeresboden lebten", erklärt Ariztegui. "Plötzlich realisierte man, dass die in den Sedimenten verborgenen Mikroorganismen eine enorme Biomasse bilden, die mit der Biomasse der gesamten Pflanzenwelt auf der Oberfläche des Planeten vergleichbar sein könnte. Sie spielen möglicherweise eine sehr wichtige Rolle für den natürlichen Kohlenstoffkreislauf und das Klima. Deshalb ist es entscheidend, ihre Verteilung in der Erdkruste besser zu kennen."
400 Meter unter der Oberfläche
Das Projekt am Toten Meer wurde unter der Schirmherrschaft des International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) umgesetzt. Die Bohrarbeiten im Boden des Salzsees fanden in einem Gebiet zwischen Jordanien, Israel und der Palästinensischen Autonomiebehörde während des Winters 2010/2011 statt. Dabei konnte ein 450 Meter langer Bohrkern entnommen werden, der Ablagerungen von rund 230 000 Jahren enthält.
"Der Nachweis der Mikroorganismen gelang uns über genetische Sequenzierungen", sagt der Erdwissenschaftler: "Es handelt sich hauptsächlich um Archaeen, die im Allgemeinen bei extremen Bedingungen hinsichtlich Salinität, Druck oder Temperatur leben. Die von uns entdeckten Archaeen leben im Zeitlupentempo."
Eine Feinanalyse der dem Bohrkern entnommenen Proben bestätigte dem Genfer Geologen, dass die extremophilen Organismen nicht nachträglich durch Wanderung in die Sedimente gelangt sind. Die dort verborgenen Mikroorganismen wiederspiegeln seines Erachtens die chemisch-physikalischen Bedingungen im Wasser des Sees zur Zeit, als sie in den Ablagerungen eingeschlossen wurden – vor bis zu 80 000 Jahren. "Das sind sehr wichtige Ergebnisse", bestätigt Gilbert Camoin, Leiter des European Consortium for Ocean Research Drilling, der Entsprechung der ICDP für Seebohrungen. Da die Archaeen während vieler Jahrtausende aktiv blieben, könnte dies einen beträchtlichen Einfluss auf die geologischen Archive haben, die dem Grund von Seen entnommen wurden.
Ein Archiv der Erdbeben
Der Bohrkern erlaubte auch einen Blick in die geologische Vergangenheit. Die Forscher konnten die Spuren zahlreicher Erdbeben feststellen und datieren, die diese Region auf der Bruchlinie zwischen der afrikanischen und der arabischen Platte erschüttert haben. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler eine Stratigrafie der Beben anfertigen und so deren Häufigkeit schätzen.
Die 450 Meter tiefe Bohrung brachte ein weiteres spektakuläres Ergebnis ans Licht: grosse Schwankungen des Wasserspiegels, insbesondere zwischen den Eiszeiten (kalt und regenreich) und Zwischeneiszeiten (warm und trocken). Die Forschenden postulieren sogar, dass das Tote Meer vor 120 000 Jahren vollständig austrocknete. Diese These wird aber weiterhin für hitzige Debatten sorgen.
Anton Vos arbeitet als Wissenschaftsjournalist, insbesondere für die Universität Genf.