Bildung authigener Mineralien in Verbindung mit mikrobieller Aktivität in eisenhaltigen Sedimenten, Lake Towuti

• Antragsteller: Dr. Aurèle Vuillemin
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270921149

Authigene Mineralien in lakustrischen Umgebungen können in der Wassersäule sowie in Sedimenten gebildet werden, sowohl abiotisch als auch durch biologische Aktivität. Um die authigenen Mineralien als Parameter in lakustrische Umgebungen nutzen zu können, müssen die Bedingungen aus denen diese stammen, nämlich, ob diese in Verbindung mit spezifischen Sedimenteingängen, Prozessen der Wassersäule oder mikrobieller Aktivität im Sediment stehen, genau charakterisiert werden. Der Towutissee in Indonesien, ist ein tropisches, 200 m tiefes, tektonisches Becken auf ultramafischem Gestein, umgeben von Gebieten mit lateritischen Böden. Daraus resultierend sind dessen Sedimente sehr reich an Eisen und anderen Metallen, wodurch den mikrobiellen Gemeinschaften eine große Anzahl an metallhaltigen Substraten zur Verfügung steht. Diese Elemente beeinflussen neben der primären Produktivität weiterhin die Entwicklung von spezifischen mikrobiellen Stoffwechselwegen, welche in biogeochemischen Kreisläufen und früher Diagenese beteiligt sind. Das ICDP Towuti Bohrprojekt ist für Mai/Juni 2015 geplant. Dabei wird ein Bohrkern ausschließlich für geomikrobiologische Untersuchungen zur Verfügung stehen, wodurch authigene Mineralien und diagenetische Prozesse die im Zusammenhang mit sedimentären Mikroben stehen identifiziert werden können. Das Hauptziel dieses Projektes ist es, die mikrobielle Diagenese innerhalb metallreicher Sedimente im Untergrund zu untersuchen, Indikatoren für mikrobielle Mediation in Eisenmineralisierung zu definieren und die phylogenetische Verteilung von Mikroorganismen, welche an biogeochemischen Eisenkreisläufen beteiligt sind, zu charakterisieren. Hierfür ist die Anwendung einer Kombination aus genetischen Fingerprint-Techniken und hochentwickelten geochemischen Analysen durch Elektronen-Mikroskopie erforderlich. Als erstes werden unsere Analysen Sedimentlagen bestimmen, in denen Mikroben die ursprüngliche Mineralogie überlagert haben. Zweitens werden phylogenetische Daten die Beziehung zwischen mikrobieller Spezies und Sedimentmineralogie sowie gemeinsame Interaktionen innerhalb der Kopplung biogeochemischer Kreisläufe aufzeigen. Drittens wird die Untersuchung Aufschluss über authigene Mineralien geben, welche eindeutig als Biosignaturen im Zusammenhang mit alten Eisenformationen und frühen Leben auf der Erde genutzt werden können. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass dieses Projekt ein neues Verständnis hinsichtlich der Interaktionen zwischen Mikroben und Mineralien und der Verwendung von authigenen Mineralien als relevanten Indikator für biogeochemische Prozesse in Seen hervorbringen wird.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Internationaler Bezug: Kanada
• Kooperationspartner: Professor Dr. Sean Crowe; Dr. Jens Kallmeyer