Archaeen und der steirische Magnesit

30.09.2020

Jennifer Zwicker untersucht in einem FWF Hertha Firnberg-Projekt am Institut für Mineralogie und Kristallographie, ob methanbildende Archaeen an der Bildung von gelförmigem Magnesit beteiligt sind – und zwar im steirischen Kraubath an der Mur.

Archaeen bilden, neben Bakterien und Lebewesen mit Zellkern, eine der drei Domänen des Lebens – und sie sind die einzigen bisher bekannten Organismen, die Methan produzieren können: In den Tiefen des Meeres entlang der Mittelozeanischen Rücken nutzen methanogene Archaeen nicht Licht als Energiequelle, sondern Wasserstoff.

Freigesetzt wird der molekulare Wasserstoff beim geologischen Prozess der Serpentinisierung: „Dabei werden Olivin-reiche Gesteine der ozeanischen Kruste durch Kontakt mit Wasser zu Serpentinitgestein und Serpentinmineralen umgewandelt, also beispielsweise zu Lizardit, Antigorit und Chrysotilen“, erklärt Jennifer Zwicker vom Institut für Mineralogie und Kristallographie.

Kraubath statt Tiefsee

Für ihr Projekt zur Erforschung der geomikrobiologischen Prozesse rund um methanogene Archaeen erhielt die Geomikrobiologin nun ein Hertha-Firnberg-Stipendium des FWF. Dafür forscht sie jedoch nicht in der Tiefsee, sondern im steirischen Kraubath an der Mur: „Auch an Land kann Serpentinisierung stattfinden – nämlich überall dort, wo in kontinentalen Ozeanbodengesteinen Grundwasser zirkuliert, dessen Zusammensetzung zur Bildung von Karbonatmineralen wie Magnesit führt“, erklärt Zwicker.

Magnesit als Lagerstätten für CO2

Die Bildung von Magnesit (MgCO3) steht im Zentrum ihres Projektes: „Wie Magnesit bei Temperaturen unter 80°C gebildet werden kann, ist momentan in der Wissenschaft eine zentrale Frage – nicht nur aufgrund der Relevanz für die Geobiologie, sondern auch wenn es um die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre geht“, erklärt Zwicker.

Bei Temperaturen unter 80°C wird Magnesit nur in bestimmten Ablagerungsräumen gebildet – beispielsweise in stark salzhältigen Seen (Sodaseen und Sabkhas) und in einigen alkalischen Quellen. Aber auch das steirische Kraubath Massiv, der größte ultramafische Komplex der Ostalpen, repräsentiert eine der typischen Lokalitäten der Magnesitbildung. „Die Mechanismen, wie die kryptokristallinen Gelmagnesite in Kraubath entstehen, sind noch wenig verstanden – und ein mikrobiologischer Bildungsprozess kann derzeit nicht ausgeschlossen werden“, sagt Zwicker.

Sind Archaeen an der Magnesit-Bildung beteiligt?

Ziel ihres Projektes ist es daher, zu erforschen, ob methanogene Archaeen die Bildung von Magnesit bei niedrigen Temperaturen begünstigen, und somit Schlüsselorganismen in der Bildung von Magnesit-Lagerstätten sind. Das interdisziplinäre Projekt wird in Kooperation mit nationalen und internationalen Forschungsgruppen in den Bereichen Mineralogie, Geochemie, und Mikrobiologie durchgeführt.

 

Zum Projekt

 

 

  • Zum Hertha-Firnberg-Programm: Der FWF bietet hervorragend qualifizierten Wissenschafterinnen, die eine Universitätslaufbahn anstreben, die Möglichkeit, im Rahmen einer zweistufigen Karriereentwicklung insgesamt 6 Jahre Förderung in Anspruch zu nehmen. Mehr
Wie die kryptokristallinen Gelmagnesite in Kraubath entstehen, ist derzeit noch wenig erforscht. © Jennifer Zwicker
Jennifer Zwicker untersucht daher ab Oktober, wie Magnesit bei Temperaturen unter 80 °C gebildet werden kann und ob methanogene Archeen daran beteiligt sind. Die Geomikrobiologin erhielt dafür ein Hertha-Firnberg-Stipendium des FWF. © privat
Ziel ist es, am Beispiel des steirischen Kraubath herauszufinden, ob methanogene Archaeen Schlüsselorganismen in der Bildung von Magnesit-Lagerstätten sind. © Jennifer Zwicker