Polymetallische Knötchen sind kartoffelgroße Formationen auf dem Meeresboden, die reich an Mineralien wie Nickel, Kobalt und Mangan sind. Ihre Konzentration an seltenen, wirtschaftlich wichtigen Mineralien hat die Knollen zum Fokus umstrittener Tiefseebergbauunternehmen gemacht.
Es gibt mehrere Hypothesen darüber, wie die Knötchen wachsen, aber die meisten stimmen darin überein, dass sie entstehen, wenn metallische Bestandteile im Meerwasser langsam auf dem Meeresboden abfallen. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass auch Mikroorganismen beim Knötchenwachstum eine Rolle spielen. Die Knötchen enthalten in der Regel biogenes Magnetit – die fossilen Überreste magnetotaktischer Bakterien, die über magnetische Organellen verfügen, die wie winzige Kompassnadeln wirken.
In einer Studie veröffentlicht im Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Feste ErdeForscher haben den Zusammenhang zwischen der Bakterienhäufigkeit und der Verteilung polymetallischer Knötchen in der Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCFZ) untersucht, einem Umweltmanagementgebiet südlich von Hawaii, das von der International Seabed Authority verwaltet wird. Das CCFZ könnte eine wirtschaftlich wichtige Region für die aufstrebende Tiefseebergbau-Explorationsindustrie sein.
Die Autoren analysierten Meeresbodensedimente, die während einer Forschungskreuzfahrt im Jahr 2013 gesammelt wurden. Sie verwendeten ein vibrierendes Probenmagnetometer, um magnetische Eigenschaften zu bestimmen, Elektronenmikroskope, um Mineralien auf der Grundlage von Elektronenbeugung zu identifizieren, und Spektroskopietechniken (die testen, wie Materialien Licht und andere Strahlung absorbieren und emittieren). um auf Seltenerdelemente zu testen.
Die Ergebnisse zeigten drei verschiedene Ursprünge magnetischer Mineralien in den Proben: vom Wind getragener Staub, Vulkane und Bakterien. Vom Wind getragene Sedimente wurden wahrscheinlich durch westliche und nordöstliche Passatwinde mittlerer Breite in die Region transportiert, was durch abnehmende Magnetitkonzentrationen von Norden nach Süden und von Osten nach Westen in der CCFZ angezeigt wird. Vulkanischer Magnetit entstand durch die Erosion der Line-Inseln und der Hawaii-Kette durch das antarktische Grundwasser.
Das höchste Vorkommen an biogenem Magnetit, der mit Bakterien assoziierten Art, fiel mit der höchsten Dichte an polymetallischen Knötchen im CCFZ zusammen. Die Ergebnisse veranlassten die Autoren zu der Hypothese, dass die Knötchen kohlenstoffreiche, sauerstoffarme Mikroumgebungen erzeugen, die sowohl Bakterien unterstützen als auch die Biomineralisation von Magnetit-Nanokristallen fördern. Die Bakterien wiederum tragen dazu bei, das Wachstum der Knötchen zu fördern.
Die Ergebnisse bieten neue Einblicke in die Bildung polymetallischer Knötchen und die ökologische Verbreitung magnetotaktischer Bakterien mit Auswirkungen auf eine mögliche Tiefseeforschung.
Weitere Informationen:
Yan Liu et al., Einblicke in eine Korrelation zwischen magnetotaktischen Bakterien und der Verteilung polymetallischer Knötchen im östlichen Zentralpazifik, Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Feste Erde (2024). DOI: 10.1029/2024JB029062
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.