Metanmasser fra muddervulkaner

I havbunden, der er mange mikroorganismer, der spiller en vigtig rolle i den globale kulstofcyklus. Indtil nu, imidlertid, det er ikke blevet forstået i hvilket omfang geodynamiske processer såsom subduktion af oceaniske plader påvirker denne mikrobielle aktivitet og, på tur, påvirke kulstofbalancen. En undersøgelse foretaget af et internationalt team af forskere, herunder forskere fra GFZ German Research Center for Geosciences, nu giver nye beviser. De borede ned til en dybde på 200 meter ned i en undersøisk muddervulkan. Baseret på de genvundne prøver, de fandt ud af, at mikroorganismerne i sedimentet er ekstremt aktive og danner omkring 90 procent af metanen frigivet fra denne dybde. Tilsyneladende, muddervulkaners rolle i den globale metankreds er blevet signifikant undervurderet, slutter forfatterne nu.

Undersøiske muddervulkaner er placeret ved aktive plademarginer, hvor oceanisk skorpe bevæger sig under den kontinentale skorpe - en proces kaldet subduktion. Hvor havbunden skubbes ind under kontinentet, det øvre sedimentlag bliver barberet af ved foden af ​​kontinentet og komprimeres derefter af efterfølgende sediment. I denne sedimentpakke, den såkaldte accretionary kil, væsker samt materialer med en lavere densitet tvinges opad fra dybere lag. Dermed, muddervulkaner dannes på havbundens overflade omfattende tyndt sediment samt vand og gasser i stedet for lava.

Forskerne undersøgte en sådan vulkan, placeret i Nankai -trug ved siden af ​​Japan, ved hjælp af det japanske boreskib Chikyu. Som forskerteamet ledet af Akira Ijiri fra Research Center JAMSTEC rapporterer, "bjerget" KMV # 5 stiger til mellem 112 og 160 meter over det omkringliggende havbund; alene i denne region, der er yderligere 13 muddervulkaner i bunden af ​​Stillehavet. I prøverne, genvundet fra sedimentet ned til en dybde på 200 meter dybt, forskerne opdagede, blandt andet, lyse fragmenter af gashydrat, dvs. en methan-vand-forbindelse, som, under visse temperatur-tryk betingelser, er hverken flydende eller gasformig, men solid. Omfattende analyse af den kemiske sammensætning, isotopforholdet, såvel som af biomarkørerne blev udført. GFZ -forsker Jens Kallmeyer og hans tidligere doktorand Rishi Ram Adhikari målte enzymaktiviteten af ​​hydrogenase. Anvendelsen af ​​denne metode giver mulighed for direkte demonstration af, at hydrogen blev brugt til metaboliske reaktioner, som til sidst gav metan.

Resultaterne viser, at 90 procent af metanen blev produceret af mikroorganismer; kun en lille del blev dannet i stor dybde alene gennem kemiske processer. Naturligvis, mikroberne fodres med væsker presset gennem de kraftige sedimenter efter subduktion. "Hvis disse muddervulkaner ikke er helt unikke i verden, og der er slet ingen indikation for dette, så er muddervulkaners rolle i den globale metankredsløb massivt undervurderet, "siger Kallmeyer." Endvidere, undersøgelsen viser, at indikatorer for dannelsesprocesserne for metan - biologisk eller kemisk til dato - ikke virker i den undersøgte muddervulkan. Hvis dette gælder for andre, så skal de globale modeller om oprindelsen af ​​atmosfærisk metan genovervejes. "

Undersøgelsen er offentliggjort i Videnskab fremskridt .