Eine neue Forschungsarbeit der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) liefert Belege für die Entstehung und das Vorkommen von abiotischem Methan auf der Erde und zeigt, wie die Gase auf anderen Planeten und Monden einen ähnlichen Ursprung haben könnten – sogar auf jenen, die kein flüssiges Wasser mehr besitzen. Abiotisches Methan ist Methan, das durch chemische Reaktionen entstand, an denen keine organische Materie beteiligt war.
Forscher wissen seit langer Zeit, das von Tiefseeschloten Methan freigesetzt wird. Aber obwohl das Gas in der Atmosphäre, wo es von lebenden Organismen produziert wird, reichlich vorhanden ist, war die Quelle des Methans auf dem Meeresboden ein Rätsel. Die Studie wurde am 19. August 2019 in den Proceedings oft he National Academy of Sciences veröffentlicht.
“Die Identifizierung einer abiotischen Methanquelle in der Tiefsee war ein Problem, mit dem wir viele Jahre gerungen haben”, sagte Jeffrey Seewald, einer der Studienautoren und Seniorforscher an der WHOI, der Geochemie in hydrothermalen Systemen untersucht.
Von den 160 analysierten Gesteinsproben aus den Ozeanen der Welt enthielten fast alle Taschen mit eingeschlossenem Methan. “Diese ozeanischen Ablagerungen bilden ein Reservoir, das die Methanmenge in der Atmosphäre vor der Industrialisierung übertrifft”, schätzt Frieder Klein, ein Meeresgeologe an der WHOI und leitender Autor der Studie. “Wir waren völlig überrascht, dieses reichhaltige Vorkommen abiotischen Methans in der ozeanischen Kruste und im Mantel zu finden.”
Die Forscher analysierten Gesteine mithilfe der Raman-Spektroskopie, einer laserbasierten Mikroskoptechnik, die ihnen erlaubt, Fluide und Minerale in dünnen Gesteinsscheiben zu identifizieren. Fast jede Probe enthielt einen Zusammenschluss aus Mineralen und Gasen. Die Einschlüsse entstehen, wenn Meerwasser sich durch die tiefe Meeresbodenkruste bewegt und in heißem Olivin eingeschlossen wird. Wenn das Mineral abkühlt, unterliegt das darin eingeschlossene Wasser einer chemischen Reaktion – ein Prozess, der als Serpentinisierung bezeichnet wird –, bei dem Wasserstoff und Methan entstehen. Die Autoren demonstrieren, dass in sonst unbewohnbaren Umgebungen nur zwei Bestandteile (Wasser und Olivin) Methan bilden können. “Hier haben wir eine Quelle chemischer Energie, die durch die Geologie erschaffen wird”, sagte Seewald.
“Auf der Erde könnte Methan in der Tiefsee eine entscheidende Rolle für die Entwicklung primitiver Organismen in der Umgebung hydrothermaler Schlote auf dem Meeresboden gespielt haben”, erklärte Seewald. Und anderswo im Sonnensystem, an Orten wie dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus, könnte Methan, das auf diese Weise produziert wird, eine Energiequelle für einfache Lebensformen bereitstellen.
(THK)
Antworten