Erforschung der Biosphäre im Lost City Hydrothermal Feld mit in-situ und multiplen Schwefelisotopen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Esther Schwarzenbach
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320104891

In diesem Projekt verwenden wir Petrographie, in-situ Schwefelisotope und multiple Schwefelisotope von Gesamtgesteinensproben, um mikrobielle Aktivität in den ultramafischen Gesteinen des Atlantis Massivs zu identifizieren, sowie die hydrothermale Geschichte dieses Hydrothermal Systems zu rekonstruieren. Das Atlantis Massiv ist ein ozeanischer Kernkomplex und enthält hauptsächlich ultramafische und mafische Gesteine. Das Lost City Hydrothermal Feld befindet sich auf dem Atlantis Massiv in etwa 700 m Tiefe und ist charakterisiert durch alkaline, H2-reiche, tief-temperatur Fluide, welche aus Karbonat-Bruzit-Kaminen ausströmen. Diese Fluide unterstützen eine ungewöhnliche Biosphäre, welche vor allem um die Karbonatkamine konzentriert ist. Die Ausdehnung der Biosphäre im ultramafischen Untergrund ist jedoch weit weniger erforscht. Während der IODP Expedition 357 zum Atlantis Massiv, welche im Herbst 2015 stattfand, wurden ultramafische und mafische Gesteine um das Lost City Hydrothermal Feld gebohrt und beprobt. Diese Gesteinsproben bieten einen einzigartigen Einblick in die Prozesse, welche in den ultramafischen Gesteinen dieses Hydrothermal Systems ablaufen. In diesem Projekt werden multiple Schwefelisotope (32S, 33S, 34S, 36S) von Gesamtgesteinsproben und in-situ Schwefelisotope von Sulfidkörnern gemessen, um Prozesse, wie Mikrobielle Aktivität sowie verschiedene abiogene Prozesse, welche mit der Serpentinisierung zusammenhängen, zu erforschen. Die Schwefelisotopendaten werden mit Petrographischen Untersuchungen (z.B. den Mineralvergesellschaftungen der Sulfide, die Einsicht in die Fluid-Redoxbedingungen geben) und Daten, welche von anderen Mitgliedern der Science Party von Expedition 357 gesammelt werden, verglichen (z.B. Isotopen-Daten, welche Rückschlüsse auf die Temperatur der Fluide geben). Dies ermöglicht neuen Erkenntnisse wie Fluidchemie, Fluidtemperatur und das Auftreten der mikrobiellen Aktivität zusammenhängen. Diese Studie bietet daher neue Einblicke in die Ausdehnung der Biosphäre im Untergrund des Lost City Hydrothermal Feldes sowie welche Bedingungen mikrobielle Aktivität in Peridotit-Hydrothermal Systemen unterstützen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Timm John; Professor Dr. David Johnston; Privatdozent Dr. Ralf Milke; Dr. Alexander Rocholl; Dr. Uwe Wiechert; Professor Dr. Michael Wiedenbeck