Ab wann wird’s dem Leben zu heiß? Forscher berichten über neue Einblicke in die irdischen Existenzgrenzen: Sie haben die Temperaturlimits des mikrobiellen Lebens in den zunehmend heißen Tiefen unter dem Meeresboden ausgelotet. Analysen von Bohrkernen aus dem extremen Lebensraum legen nahe, dass manche hyperthermophile Bakterien dort noch bei bis zu 120 Grad Celsius existieren können.
Beim Begriff Biosphäre denken wir an die bunte Vielfalt der Lebewesen, die auf der Erdoberfläche und in den Ozeanen leben. Doch in den letzten Jahrzehnten haben Studien verdeutlicht, dass es einen gewaltigen Teil der Biosphäre gibt, der uns weitgehend verborgen bleibt: Unter der Erdoberfläche und vor allem in den Sedimentschichten unter den ozeanischen Böden existieren enorme Mengen von Mikroben bis in Tiefen von mehreren Kilometern. Dieser Lebensraum ist allerdings noch immer geheimnisvoll. Eine offene Frage ist dabei, wo seine Grenzen liegen, und wodurch sie bestimmt werden. Neben der Verfügbarkeit von Nährstoffen und dem Druck könnte ein limitierender Faktor die Temperatur sein. Denn durch die zunehmende Nähe zur Erdmitte macht sich das heiße Innere unseres Planeten bemerkbar.
Von einigen heißen Lebensräumen der Erde sind bereits sogenannte hyperthermophile Bakterien und Archaeen bekannt, die sogar noch mit Temperaturen von rund 120 Grad Celsius zurechtkommen. Doch ab wann wird es den mikrobiellen Lebensformen im Untergrund des Meeresbodens zu heiß? Dieser Frage hat sich ein internationales Forscherteam unter der Beteiligung des MARUM – Zentrums für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen gewidmet. Die Wissenschaftler untersuchten dazu Proben aus Bohrkernen. „Nur wenige wissenschaftliche Bohrungen haben bisher Tiefen erreicht, in denen die Sedimente heißer sind als 30 Grad Celsius”, erklärt Studienleiter Kai-Uwe Hinrichs vom MARUM. „Daher war es das Ziel der T-Limit-Expedition, mit einer kilometertiefen Bohrung in bis zu 120 Grad Celsius heißen Sedimenten wissenschaftliches Neuland zu erkunden – und das ist uns gelungen”, sagt der Wissenschaftler.
Bohrungen in der Tiefe unter dem Meeresboden
Wie er und seine Kollegen erklären, sind Temperaturen von 120 Grad Celsius in der Regel nur in großer Tiefe – etwa 4000 Meter unter dem Meeresboden zu finden. Um nicht so tief bohren zu müssen, wählten die Forscher deshalb einen Ort der Probenahme aus, bei dem schon in einer geringeren Tiefe diese Temperaturen vorliegen: Das Tiefsee-Bohrschiff Chikyu gewann Bohrkerne im Nankai-Graben vor Japan. Dort mussten die Experten zwar eine Wassertiefe von 4,8 Kilometer überwinden, doch 120 Grad Celsius konnten schon mit einer nur 1180 Meter tiefen Bohrung in den Untergrund erreicht werden, berichten die Wissenschaftler. So konnten sie Material aus unterschiedlichen Temperaturbereichen gewinnen.
