Een verrassende vondst: stromatolieten in de diepzee

April 20, 2018 Onderzoeksteam ontdekt fossielen op 730 meter diepte

Met een leeftijd van 3,5 miljoen jaar behoren stromatolieten tot de oudste fossielen. Kalkafzettingen kwamen tot nu toe echter alleen voor in ondiepe zeeën met waterdieptes tot tien meter. Omdat de kalkafzettingen alleen kunnen groeien als er lichtafhankelijke en fotosynthetische micro-organismen bij betrokken zijn. Een nieuwe studie van geowetenschappers laat zien dat met behulp van lichtonafhankelijke, chemosynthetische microben ook stromatolieten kunnen groeien op de oceaanbodem in 731 meter water.

Bremense geowetenschappers ontdekten tijdens een expeditie in de Arabische Zee voor de kust van Pakistan koepelvormige microbiële matten bij methaanuitbarstingen in 730 meter water. Met behulp van de grijparm van duikrobot "MARUM-QUEST 4000" waren ze in staat om een kalkachtige koepel van ongeveer 40 centimeter hoog te vinden. Binnenin vond het team fijn gelamineerde en gebogen kalksteenstructuren die oorspronkelijk bedekt waren met microbiële matten.

Deze microben werden op MARUM geochemisch nauwkeuriger onderzocht. Het resultaat: methaanafbrekende mariene micro-organismen, de archaea, zijn betrokken bij de bouw van de zogenaamde stromatolieten. De Griekse oorsprong van de naam verbergt al de vorm van kalksteenheuvels: het Oudgriekse stroma staat voor plafond, lithos voor steen. "In tegenstelling tot de microsynthetische microben die in de ondiepe zee leven, die energie voor hun metabolisme uit zonnestralen halen, gebruiken deze microben energie die wordt opgewekt bij de winning van methaan in de diepe oceaan. In het donker voeren ze chemosynthese uit", zegt Gerhard Bohrmann van MARUM.

Bacteriën die op de zeebodem leven, transformeren het waterstofsulfide dat vrijkomt bij de afbraak van methaan. "We waren in staat om de vezelbundels van deze sulfide-oxiderende bacteriën in dunne doorsneden onder de microscoop te identificeren," meldt dr. med. Tobias Himmler van MARUM, eerste auteur van het onderzoek. "Hoe deze bundels worden ontvangen is bijzonder. Aangezien de bacteriën in de Arabische Zee op deze diepte nauwelijks vrije zuurstof hebben, gebruiken ze waarschijnlijk nitraat in plaats van zuurstof, wat de verkalking bevordert," voegt Prof. Dr. med. Jörn Peckmann van de Universiteit van Hamburg.

Hun veronderstelling bevestigt een geochemisch model dat calcificatie bevestigt door het op chemosynthese gebaseerde metabolisme van microben. Hieruit concluderen de onderzoekers dat in tegenstelling tot de eerder bekende fotosynthetische microben ook lichtonafhankelijke microben op basis van chemosynthese stromatolieten kunnen opbouwen - zelfs in de diepzee.

Stromatolieten zijn de meest voorkomende fossielen in rotsformaties ouder dan 541 miljoen jaar. Net als in de huidige Arabische Zee, was er in de oceanen voor die tijd, in het zogenaamde Precambrium, weinig zuurstof in het water. De ontdekking van stromatolieten op basis van chemosynthese in de Arabische Zee biedt nieuwe inzichten in hoe deze oude fossielen kunnen zijn ontstaan. "Tot nu toe waren alleen fotosynthese-gebaseerde stromatolieten bekend, bijvoorbeeld van de Bahama's of Shark Bay aan de westkust van Australië. In tegenstelling tot de op chemosynthese gebaseerde stromatolieten, verschillen deze in structuur en hun interne structuur van veel Precambrium stromatolieten," legt Tobias Himmler uit. De onderzoekers speculeren daarom dat chemosynthese meer dan eerder gedacht heeft bijgedragen aan de groei van stromatolieten in het Precambrium meer dan 541 miljoen jaar geleden.

Meer informatie: www.marum.de.

Link naar het onderzoek: pubs.geoscienceworld.org//stromatolites-below-the-photic-zone