Zerfall von organischer Substanz unter anoxischen Bedingungen und ihr Ersatz durch anorganische Phasen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Gerhard Ballhaus
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 348043586

Wichtige Voraussetzungen, dass organische Substanz fossilisiert und durch anorganische Materialien pseudomorph ersetzt werden kann, sind anoxische Bedingungen und die Abschirmung des Materials von möglichen Aasfressern. Ein guter Weg scheint zu ein, ein Lebewesen nach seinem Tod schnell mit Sediment einzudecken und/oder in anoxische Regionen eines Meeresbeckens zu transferieren. Nach Einbettung in Sediment wird die Oxidation organischen Kohlenstoffs HCO3- und CO32- produzieren. Elektronen, die dabei freigesetzt werden, werden von den wichtigsten Elektronenakzeptoren im Sediment und im Meerwasser (Fe3+ und Sulfat) aufgenommen. Lokale Eh und pH Bedingungen werden etabliert, die potentiell Sulfid und/oder Siderit oder weitere redox-sensitive Phasen stabilisieren. Im vorliegenden Antrag wird der Zerfall organischer Substanz unter Sauerstoffabschluss im Sediment experimentell untersucht. Es wird vorgeschlagen, Fisch und Echinodermen in meerwassergesättigtes Sediment einzubetten und die Entwicklung von pH und Eh im Porenwasser um die organische Substanz elektrochemisch zu überwachen. Während eines Experimentes werden Proben genommen und auf anorganische Präzipitate mit Raman-Spektroskopie untersucht. In Kollaboration mit Mitgliedern der Forschergruppe 2685 werden die Bakterienkulturen in Abhängigkeit von Eh, pH und Reaktionszeit bestimmt. Die Untersuchungen sollen Auskunft geben, ob und in welchem Zeitrahmen Gewebe durch anorganische Phasen wie FeS, Siderit und Calcit ersetzt oder eingeschlossen werden kann. Untersuchungen von Bakterienkulturen in der zerfallenden organischen Substanz werden Antworten auf die Frage geben, ob der Ersatz rein physikochemisch ist oder von Bakerienkulturen mediiert wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2685: Die Grenzen des Fossilberichtes: Analytische und experimentelle Ansätze zum Verständnis der Fossilisation
• Kooperationspartner: Dr. Fabian Gäb; Professor Dr. Martin Sander