I havsbotten, det finns många mikroorganismer som spelar en viktig roll i den globala kolcykeln. Tills nu, dock, det har inte förstått i vilken utsträckning geodynamiska processer som subduktion av oceaniska plattor påverkar denna mikrobiella aktivitet och, i tur och ordning, påverkar kolbalansen. En studie utförd av ett internationellt team av forskare, inklusive forskare från GFZ German Research Center for Geosciences, ger nu nya bevis. De borrade ner till 200 meters djup i en undervattenslera vulkan. Baserat på de återvunna proverna, de fann att mikroorganismerna i sedimentet är extremt aktiva och bildar cirka 90 procent av metanen som släpps ut från det djupet. Tydligen, lervulkanernas roll i den globala metankretsen har underskattats avsevärt, avslutar författarna nu.

Undervattenslera vulkaner ligger vid aktiva plattmarginaler, där oceanisk skorpa rör sig under kontinentalskorpan - en process som kallas subduktion. Där havsbotten pressas under kontinenten, det övre sedimentskiktet rakas av vid foten av kontinenten och komprimeras sedan av släpande sediment. I detta sedimentpaket, den så kallade accretionary kilen, vätskor samt material med lägre densitet tvingas uppåt från djupare lager. Således, lera vulkaner bildas på ytan av havsbotten som består av tunt sediment samt vatten och gaser istället för lava.

Forskarna undersökte en sådan vulkan, ligger i Nankai -tråget bredvid Japan, med hjälp av det japanska borrfartyget Chikyu. Som forskargruppen under ledning av Akira Ijiri från forskningscentret JAMSTEC rapporterar, "berget" KMV # 5 stiger till mellan 112 och 160 meter över den omgivande havsbotten; bara i denna region, det finns ytterligare 13 lervulkaner i botten av Stilla havet. I proverna, återhämtat sig från sedimentet till ett djup av 200 meter djupt, forskarna upptäckte, bland annat, ljusa fragment av gashydrat, dvs en metan-vattenförening som, under vissa temperatur-tryckförhållanden, är varken flytande eller gasformig, men fast. Omfattande analys av den kemiska sammansättningen, isotopförhållandet, liksom av biomarkörerna genomfördes. GFZ -forskaren Jens Kallmeyer och hans tidigare doktorand Rishi Ram Adhikari mätte enzymaktiviteten av hydrogenas. Tillämpningen av denna metod möjliggör en direkt demonstration av att väte användes för metaboliska reaktioner som så småningom gav metan.

Resultaten visar att 90 procent av metanet producerades av mikroorganismer; endast en liten del bildades på stort djup enbart genom kemiska processer. Självklart, mikroberna matas av vätskor som pressas genom de kraftfulla sedimenten efter subduktion. "Om dessa lervulkaner inte är helt unika i världen, och det finns ingen indikation alls på detta, då har lervulkanernas roll i den globala metancykeln massivt underskattats, "säger Kallmeyer." Dessutom, studien visar att indikatorer för metanbildningsprocesser - biologiskt eller kemiskt hittills - inte fungerar i den undersökta lervulkanen. Om detta gäller andra, då måste de globala modellerna om ursprunget till atmosfärisk metan omprövas. "

Studien publiceras i Vetenskapliga framsteg .