Unbekannte Kohlenstoff-Vorkommen im Ozean entdeckt

Das Sensorsystem misst Partikel in bis zu 7.000 Metern Tiefe. Bild: Universität Wien/Herndl

Etwas mehr Licht in die Vorgänge der Ozeantiefen bringen Meeresbiologen der Universität Wien gemeinsam mit Kollegen aus den USA und Holland. Wie sie in den "Proceedings of the National Academy of Science" berichten, haben sie Schneeflocken-artige Partikel entdeckt, die Tiefsee-Organismen als Nahrung dienen.

Diese stammen nicht von der Meeresoberfläche ab, wie man bisher annahm. "Es gibt einen großen Pool von bisher nicht gemessenem Kohlenstoff im Wasser, der in der Tiefe produziert wird", berichtet Studienleiter Gerhard Herndl im pressetext-Interview.

Tiefsee immer gut für Überraschungen

Die Sonne dringt nur in die obersten 150 Meter der Ozeane vor. Hier entsteht mit Photosynthese organisches Material, das teilweise so wie Regen in die dunklen und kalten Tiefen absinkt. Mikroorganismen besiedeln die sinkenden Partikel und lösen sie teilweise auf, um sie dabei aufzunehmen und neue Mikroorganismen zu bilden. Auf diese Weise entstehen aus organischem Material anorganische Nährstoffe, an dem sich schließlich pflanzliches Plankton überall dort bedient, wo Tiefenwasser wieder an die Oberfläche gelangt.

Trotz der gigantischen Größe des Ökosystems weiß man bisher erstaunlich wenig über die Wassersäule der Tiefsee. Auch im eben angeführten Kreislauf macht die Wissenschaftler so einiges stutzig. Das ist zum Beispiel der enorme Hunger der Tiefsee-Organismen nach organischem Material. "Berechnungen im Atlantik und Pazifik zeigen, dass diese Organismen um ein Vielfaches mehr an organischem Material veratmen als von den sonnendurchfluteten Oberflächenschichten absinkt", so Herndl. Entweder seien die Messung falsch erfolgt, oder es gebe noch andere Kohlenstoff-Quellen, die bisher nicht berücksichtigt wurden.

Das neue Bild der Tiefsee

Mit Videokameras ausgerüstet haben die Forscher für Zweiteres einen Nachweis gefunden. In bestimmten Schichten der Tiefe schweben Schneeflocken-artige Partikel, die nicht absinken und wochenlang in derselben Wasserschicht verbleiben können. "Sie sammeln sich in großer Zahl in den Grenzschichten von Wassermassen mit verschiedenem Salzgehalt, Temperatur oder Fließrichtung", berichtet der Forscher. Das Vorkommen der Partikel stimmt mit einer Abnahme des Sauerstoffgehalts gegenüber den Wasserschichten darüber und darunter überein, was auf die Veratmung durch mikrobielle Aktivität deutet.

Diese Erkenntnis liefert neben genaueren Daten über die Tiefsee auch eine ganz neue Sicht auf diesen Lebensraum. Denn dieser ist nicht ein Wasserkörper, in dem Mikroorganismen gleichmäßig und zufällig verteilt sind, wie man bisher angenommen hat. Auch ist sie nicht gleichmässig nährstoffarm, sind doch in den Partikel organische Verbindungen viel konzentrierter als im Umgebungswasser, was sie möglichen Nahrungsquellen für Organismen macht.

Mysteriöse Energiequellen

Dennoch bleiben viele Fragen weiter offen. Wie sich diese Partikel zusammensetzen und woher sie stammen, ist äußerst schwierig zu erforschen. "Sie sind sehr fragil und zerfallen sofort, wenn man sie sammeln würde. Deshalb sind sie in Sedimentfallen nie zu finden", erklärt Herndl. Als nächstes werden die Forscher diese Tiefsee-Partikel im Atlantik mit Videokamera und einem speziellen Sammelsystem aufzusammeln versuchen, um die Frage der Entstehung dieser Partikel zu klären. Es wird angenommen, dass diese von Mikroorganismen gebildet werden, die Kohlendioxid in der Tiefsee fixieren.

"Weiters spannend bleibt auch die Frage, woher diese Tiefsee-Organismen die Energie beziehen, um das Kohlendioxid zu fixieren. Ammonium als Energiequelle für Mikroorganismen konnte in Wassertiefen von 200 bis 1.000 Meter nachgewiesen werden. Allerdings ist es darunter praktisch nicht mehr vorhanden, somit sollten diese Mikroorganismen andere, bisher unbekannte Energiequellen nutzen", so der Wiener Forscher gegenüber pressetext.

Quelle: pressetext.austria Johannes Pernsteiner