Suche nach der Grenze des Lebens

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Die Erde ist ein lebendiger Planet. Praktisch überall auf der Erdoberfläche zeigt sich das Leben in seinen verschiedensten Formen. Säugetiere, die alle Lebensräume auf dem Land erobert haben und Fische, die die Ozeane erobert haben, sind selten im Vergleich zu den vielen Mikroorganismen, die jeden Winkel der Erde besetzen. Forscher wollen nun herausfinden, wo selbst dieses Leben nicht mehr möglich ist. Dazu bohren sie in der Subduktionszone vor der japanischen Küste. Die Suche nach den Grenzen des Lebens.

Kochi. Wie tief reicht die habitable Zone des Planeten? Erdoberfläche und selbst die Tiefsee wimmeln von Lebensformen aller Art. Sogar in den Meeressedimenten und im Boden wurden Bakterien gefunden. Ein 31 köpfiges Forscherteam aus acht Nationen möchte nun die Grenzen des Lebens finden. Dazu ist eine Tiefseebohrung im sogenannten Nankai-Graben vor der Südküste von Japan geplant. An dieser Stelle, wo zwei Erdplatten aufeinander treffen, ist das Meer 4,7 Kilometer tief. Durch die Bohrung sollen weitere 1,2 Kilometer erreicht werden. In dieser Tiefe haben Sedimente und Gesteine eine Temperatur von 130° Celsius, somit liegt diese über dem Siedepunkt von Wasser. Bisherige Erkenntnisse ergeben, dass Lebensformen einer Temperatur von bis zu 120° widerstehen können. Bei höheren Werten verliert die DNA-Struktur ihre Stabilität. Daher wird erwartet, dass während dieser Bohrung die Tiefe gefunden wird, ab der es in der Erdkruste kein Leben mehr gibt.

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Untersuchungsgebiet im Nankai-Graben vor der Südküste von Japan

Untersuchungsgebiet im Nankai-Graben vor der Südküste von Japan

Die Forscher auf dem Schiff werden während der 60 tägigen Mission zunächst die Sedimentproben aus den Bohrkernen extrahieren. Diese werden dann mit einem Helikopter zum Festland gebracht. In der Universität Kochi sollen dann von einem zweiten Forscherteam geochemische und mikrobiologische Eigenschaften des Sediments untersucht werden. Mit der Methode können einzelne Zellen „gezählt“ werden. Eine Genauigkeit von 100 Zellen pro Kubikzentimeter ist möglich. Dies entspricht im Verhältnis einer Menge von 100 Sandkörnern in einem olympischen Schwimmbecken. DNA-Untersuchungen sollen zudem bestimmen, um welche Lebensformen es sich in den jeweiligen Tiefen handelt. Bisher bekannte Lebensformen, die die höchsten Temperaturen aushalten, sind die Archaeen-Arten Geogemma barossii und Methanopyrus kandleri, die in Tiefseethermalquellen gefunden wurden.

Die Mission soll am 12. September beginnen. Forscher werden während der Zeit auf dem Blog https://deepcarbon.net/feature/dco-t-limit-blog und auf der Expeditionswebsite http://www.jamstec.go.jp/chikyu/e/exp370/ Zwischenergebnisse veröffentlicht. Nach Ablauf der 60 tätigigen Arbeiten auf See werden beide Teams in Kochi die Ergebnisse auswerten, was nochmals etwa zwei Wochen in Anspruch nehmen wird.

Mikroorganismen machen einen Großteil der auf dem Planeten vorkommenden Biomasse aus. Allein im Tiefseesediment soll die Biomasse höher sein als in allen Meeren zusammen. Einzeller bilden die Grundlage des Lebens. Sie sind die die Domänen Prokaryoten, also Einzeller ohne Zellkern, wozu Archaeen und Bakterien zählen, und Eukaryoten, also Ein- und Mehrzeller mit Zellkern unterteilt. Zu der Domäne der Eukaryoten gehören auch alle mehrzelligen Organismen, einschließlich der Säugetiere und Pflanzen.

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Jens ist 22, lebt in Bochum und studiert seit 2013 an der Ruhr-Universität Geowissenschaften. Nach dem Bachelor-Abschluss 2016 folgte das M.Sc. Studium der Geophysik.

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