Neue Studie zu natürlichen Ölaustritten in der Tiefsee

Welche Rolle spielt gelöstes organisches Material in der Tiefsee? Für eine Studie dazu haben Forschende der Universitäten Bremen und Oldenburg die genaue Zusammensetzung von gelöstem organischen Material (Dissolved Organic Matter – kurz DOM) untersucht. Die Proben stammen von einer Expedition zum Guaymas-Becken im Golf von Kalifornien.

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. 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.

Das MARUM gewinnt grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse über die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Die Dynamik des Ozeans und des Meeresbodens prägen durch Wechselwirkungen von geologischen, physikalischen, biologischen und chemischen Prozessen maßgeblich das gesamte Erdsystem. Dadurch werden das Klima sowie der globale Kohlenstoffkreislauf beeinflusst und es entstehen einzigartige biologische Systeme. Das MARUM steht für grundlagenorientierte und ergebnisoffene Forschung in Verantwortung vor der Gesellschaft, zum Wohl der Meeresumwelt und im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen. Es veröffentlicht seine qualitätsgeprüften, wissenschaftlichen Daten und macht diese frei zugänglich. Das MARUM informiert die Öffentlichkeit über neue Erkenntnisse der Meeresumwelt, und stellt im Dialog mit der Gesellschaft Handlungswissen bereit. Kooperationen des MARUM mit Unternehmen und Industriepartnern erfolgen unter Wahrung seines Ziels zum Schutz der Meeresumwelt.

Das Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) ist ein interdisziplinär ausgerichtetes Institut der Universität Oldenburg mit Standorten in Oldenburg und Wilhelmshaven. Es ist das einzige universitäre Institut in Niedersachsen, das sowohl in der Forschung als auch in der Lehre breite Bereiche der Meereswissenschaften abdeckt. Derzeit gehören 26 Arbeitsgruppen verschiedener Disziplinen – darunter Biologie, Chemie, Physik, Mathematik und Gesellschaftswissenschaften – zum Institut. Das ICBM betreibt das Küstenobservatorium Spiekeroog und ist Heimatinstitut des Forschungsschiffes SONNE.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Florence Schubotz
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Telefon: 0421 – 218 65724
E-Mail: fschubotz@marum.de
https://www.marum.de/Dr.-florence-schubotz.html
Dr. Michael Seidel
Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg
Telefon: 0441 – 798 3768
E-Mail: m.seidel@uol.de
https://uol.de/en/icbm/marine-geochemistry/staff/dr-michael-seidel

Originalpublikation:
Jonas Brünjes, Florence Schubotz, Andreas Teske, Michael Seidel: Molecular composition of dissolved organic matter from young organic-rich hydrothermal deep-sea sediments. Limnology and Oceanography 2025. DOI: https://doi.org/10.1002/lno.12812

Weitere Informationen:
http://www.marum.de/OelaustritteTiefsee.html