15.04.2016, 11:08 Uhr

Aktive Störungszonen als „Hot spots“ mikrobiellen Lebens im tiefen Untergrund?

Aktive Störungszonen als "Hot spots" mikrobiellen Lebens im tiefen Untergrund? (Foto: copyright GFZ)
13.04.2016: Das mikrobielle Leben in der tiefen kontinentalen Biosphäre ist wenig erforscht und noch weitgehend unverstanden. Gestern startete im Cheb-Becken in Tschechien eine Bohrung, die mehr Informationen über die Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen, Gestein und Flüssigkeiten im tiefen Untergrund ans Licht bringen soll. Dr. Mashal Alawi, GFZ-Sektion Geomikrobiologie, ist als Principal Investigator für die Planung und Durchführung des Bohrprojektes verantwortlich.

Im Vordergrund steht eine genaue Untersuchung der Geo-Bio-Interaktionen. Mikrobielle Aktivität im Untergrund wird durch vorhandenes Substrat und Gase beeinflusst. Die seismische Aktivität wirkt sich auf deren Verfügbarkeit aus. Das Wirken der Mikroorganismen wiederum beeinflusst die Flüssigkeits- und Gaschemie im Untergrund.

Das Bohrprojekt „Microbial processes in the deep biosphere of the CO2-dominated active fault zone in NW Bohemia“ ist von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG gefördert. Es soll als Vorstudie zu einem umfassenden ICDP(International Continental Drilling)-Projekt „Drilling the Eger Rift: Magmatic fluids driving earthquake swarms and the deep biosphere“ dienen.

Bohren in einem aktiven CO2-Aufstiegskanal

Das Cheb-Becken in der Eger Rift-Region ist ein kleines interkontinentales Sedimentbecken, im Zentrum des Kreuzungsbereichs des Eger-Grabens. Es ist an einer aktiven Bruchstörungszone gelegen. Die Region ist als seismisch aktives, kontinentales Erdbebenschwarmgebiet ohne aktiven Vulkanismus bekannt. Erdbebenschwärme sind eine bestimmte Form einer Erdbebenserie von gleichmäßiger Stärke, mit einer Dauer von einigen Tagen bis zu einem Jahr.
Die seismische Aktivität im Becken ist das Resultat von Magmenintrusionen, die aus dem Erdinneren nach oben dringen. Sie bewirkt auch, dass es in der Region hohe CO2-Entgasungen aus dem Untergrund gibt. Wie groß die Auswirkung der seismischen Aktivität und damit der Entgasung auf die mikrobielle Aktivität ist, soll nun durch die Bohrung herausgefunden werden. Technisch sehr anspruchsvoll ist, dass hier direkt in einen aktiven CO2-Kanal gebohrt wird.
Durch die Einbringung von zementierten Standrohren in die ersten 15 Meter des Untergrundes wurde die Bohrung zunächst vorbereitet. Das sichert die Stabilität der eigentlichen Bohrung. Ab heute wird nun ein durchgehender Kern, bis zu einer Tiefe von 100 Metern, erbohrt. Für eine vor-Ort Beprobung des Kerns und erste Analysen ist ein mobiler GFZ-Laborcontainer (BUGLab) im Einsatz.

„Hot spots“ der mikrobiellen Aktivität


Ziel der Bohrung ist die Untersuchung des Einflusses von entgasendem CO2 auf die Tiefenverteilung und Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften und die Analyse ihrer Kohlenstoff- und Energiequellen. Dr. Mashal Alawi: „Wir nehmen an, dass in Gebieten kontinentaler Fluid-aktiver Bruchstörungszonen wie wir sie im Cheb-Becken finden, die mikrobiologische Aktivität signifikant erhöht ist. Das wird durch den erhöhten Stoffaustausch, im Vergleich zu anderen kontinentalen Ökosystemen der Tiefen Biosphäre, ausgelöst.“ Die Bohrung wird zeigen, ob aktive Störungszonen „Hot spots“ des mikrobiellen Lebens im tiefen Untergrund sind.

>> Weitere Informationen finden Sie im GFZ-Journal System Erde (2015) Jahrgang 5, Heft 1 „Mikrobiologische Prozesse in CO2-Aufstiegskanälen“
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