Einfluss von geogenem CO2 auf die Tiefenverteilung und Nahrungsgrundlage von tiefen mikrobiellen Gemeinschaften im Mofettensystem von Hartousov in NW Böhmen

• Antragsteller: Dr. Kai Mangelsdorf
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 298676406

Das Hartoušov Mofettensystem im nördlichen Eger Becken (NW Böhmen, Tschechische Republik) ist eine diffuse Entgasungsstruktur, welche aufsteigende Gase aus dem Mantel freisetzt. Die Gase sind von CO2 mit einer vergleichsweise schweren d13C-Signatur (-2 ‰) dominiert. Von einem biogeochemischen und mikrobiologischen Standpunkt aus stellen die CO2 Austrittsstellen einen interessanten und einzigartigen Lebensraum für mikrobielle Gemeinschaften dar, wobei das aufsteigende CO2 eine besondere Kohlenstoff- und Energiequelle für die indigene mikrobielle Gemeinschaft darstellt. Das Ziel der vorliegenden Studie ist somit, den Einfluss des geogenen CO2 auf die mikrobiellen Gemeinschaften aus den flachen und tiefen Bereichen des Mofettensystems sowie deren Kohlenstoff- und Energiequellen mit Hilfe von organisch geochemischen, isotopen-geochemischen und biogeochemischen Ansätzen zu untersuchen. Im Frühjahr 2016 hat das GFZ eine 108,5 m tiefe Bohrung im Hartoušov Mofettenbereich abgeteuft, welche die gesamte sedimentäre Füllung bis zum verwitterten Grundgebirge umfasste. Während der Bohrung trat in einer Tiefe von 78,5 m am Übergang von terrestrischen oligozänen zu lakustrinen miozänen Tonsteinen ein CO2-Blow-Out auf. Dies lässt das Vorkommen eines „CO2-Reservoirs“ in dieser Tiefe vermuten, wobei die lakustrinen Tonsteine wie eine Art Deckgestein agieren. Untersuchungen der mineralischen Matrix unterhalb dieses „Deckgesteins“ legen eine Wechselwirkung mit dem aufsteigenden CO2 nahe. In den tieferen terrestrischen oligozänen Sedimenten scheint das CO2 die Ausfällung von zonierten Kalzium-Magnesium Sideriten zu befördern, während im „CO2-Reservoir“ die hohe Konzentration von CO2 im Porenwasser zu einer Auflösung der Karbonate führt. Das d13C-Signal des organischen Bulkmaterials und das komponentenspezifische d13C-Signal von ersten mikrobiellen Biomarkern (tote mikrobielle Biomasse) zeigen signifikant schwerere Kohlenstoffisotopendaten unterhalb der lakustrinen miozänen Tonsteine an, was ebenfalls auf einen Einfluss des aufsteigenden geogenen CO2 auf das organische Material im tieferen Kernintervall hinweist. Obwohl unsere ersten Ergebnisse auf eine Wechselwirkung zwischen dem geogenen CO2 und der mineralischen sowie organischen Matrix hindeuten, so sind doch weitere Untersuchungen notwendig, um diese Wechselbeziehungen zu verifizieren und die damit verbundenen Prozesse zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Hans Martin Schulz