Forscher haben die bisher tiefste Gesteinsprobe aus dem Erdmantel gebohrt und dabei 1,2 Kilometer tief in den Mittelatlantischen Rücken eingedrungen, wo sich der Meeresboden ausbreitet.
An dieser Stelle, die reich an hydrothermalen Quellen ist, entstehen durch die Wechselwirkungen zwischen Mantelgestein und Meerwasser lebenswichtige Chemikalien. Frühere Versuche, in Mantelgestein zu bohren, das in der Tiefsee an die Oberfläche gebracht wurde, reichten nur bis in eine Tiefe von 201 Metern – nicht tief genug, um nach Organismen wie wärmeliebenden Bakterien zu suchen, die weiter unten leben könnten, sagte Gordon Southam, ein Geomikrobiologe an der University of Queensland in Australien und Mitautor einer neuen Studie, die die Kernprobe beschreibt.
„Jedes Mal, wenn die Bohrer einen weiteren Abschnitt des tiefen Bohrkerns gewannen, sammelte das Mikrobiologieteam Proben, um Bakterien zu züchten, um die Grenzen des Lebens in diesem tiefen Meeresökosystem unter der Oberfläche zu bestimmen“, schrieb Southam in einer E-Mail an WordsSideKick.com. „Unser oberstes Ziel ist es, unser Verständnis über den Ursprung des Lebens zu verbessern und das Potenzial für Leben außerhalb der Erde zu definieren.“
Der Gesteinskern könne auch Fragen zur Bewegung des Erdmantels beantworten, sagte Johan Lissenberg, Geochemiker an der Universität Cardiff im Vereinigten Königreich und Erstautor der Studie, die heute (8. August) in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde. „Wir wissen aus den Gesteinen, die in ozeanischen Vulkanen ausbrechen, dass der Mantel viele verschiedene ‚Geschmacksrichtungen‘ hat“, sagte Lissenberg gegenüber WordsSideKick.com. Bei diesen „Geschmacksrichtungen“ handelt es sich um unterschiedliche Gesteinszusammensetzungen, die durch die Rückführung tektonischer Platten in das Erdinnere entstehen.
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Mit der neuen Mantelprobe „können wir wirklich versuchen herauszufinden, welche Geschmacksrichtungen wir haben und in welchem Ausmaß sie variieren“, sagte Lissenberg, „und dann rekonstruieren, wie diese verschiedenen Teile des Mantels schmolzen und wie sie dann zur Oberfläche wanderten.“ .”
Bisher hat das Team herausgefunden, dass sich Schmelzen nicht vertikal, sondern schräg zu bewegen scheinen und sich auf einem diagonalen, geneigten Weg zur Oberfläche bewegen, sagte Lissenberg.
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Der Kern wurde 2023 im Rahmen des International Ocean Discovery Program gebohrt. Forscher an Bord des Forschungsschiffs JOIDES Resolution bohrten in das Atlantische Massiv, einen Teil des Mittelatlantischen Rückens, wo sich der Meeresboden auseinanderzieht und Mantelgestein an die Oberfläche steigt. Die Bohrstelle befand sich in der Nähe der „Verlorenen Stadt“, einem hydrothermalen Entlüftungsfeld voller bienenstock- und turmförmiger Strukturen, die Methan und Wasserstoff in den Ozean abgeben. Zahlreiche Mikroorganismen leben von diesen Molekülen und unterstützen Gemeinschaften kleiner Wirbelloser wie Schnecken und Röhrenwürmer.
Mantelgestein sei zerbrechlich und neigt dazu, auseinanderzufallen und Bohrer zu blockieren, sagte Lissenberg, aber das Team hatte bemerkenswertes Glück.
„Aus irgendeinem Grund bohrten sich die Mantelgesteine an unserem Standort traumhaft“, sagte er. „Es war absolut unglaublich zu sehen.“
Das Team begann damit, intakte Abschnitte von bis zu 16,4 Fuß (5 m) Länge aus dem Loch herauszuziehen. Insgesamt haben sie eine kontinuierliche Aufzeichnung von mehr als 70 % des 0,7 Meilen langen Kerns geborgen.
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„Wir haben so viel mehr Proben gesammelt, als wir erwartet hatten, dass wir bereits zur Hälfte der Expedition einen Großteil unserer Probensammelvorräte aufgebraucht hatten“, schrieb der Co-Autor der Studie, William Brazelton, ein Mikrobiologe an der University of Utah, in einer per E-Mail versandten Erklärung zu Live Science. Das Mikrobiologieteam habe für das zweimonatige Bohrprojekt fast 24 Stunden am Tag Steine mit Vorschlaghämmern zertrümmert, fügte er hinzu.
„Die nahezu kontinuierliche Erholung bis in eine Tiefe von 1,2 km bietet eine hervorragende Gelegenheit, die Beziehungen zwischen mikrobieller Vielfalt, Häufigkeit und Aktivität mit Tiefe und Temperatur zu dokumentieren, einschließlich Temperaturen, die sich der Lebensgrenze nähern“, sagte Brazelton.
