🌍 Organischer Kohlenstoff "nicht biologischen Ursprungs" in den Tiefen der Erde

Eine in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt eine bedeutende und bisher unterschätzte Quelle für tiefen Kohlenstoff auf: organische Verbindungen, die ohne Beteiligung von Lebewesen entstanden sind. Diese Ergebnisse stellen die klassische Interpretation der Kohlenstoff-Isotopensignaturen im Erdmantel in Frage und werfen ein neues Licht auf den tiefen Kohlenstoffkreislauf.

Organischer Kohlenstoff wird traditionell mit biologischer Aktivität in Verbindung gebracht. Ein erheblicher Anteil dieses Kohlenstoffs kann jedoch abiotisch bei der hydrothermalen Alteration der ozeanischen Lithosphäre entstehen. Wenn Meerwasser tief in die Gesteine eindringt, löst es chemische Reaktionen aus, die feste organische Verbindungen hervorbringen – unabhängig von jeglicher biologischer Aktivität.


Diese Verbindungen werden anschließend in Subduktionszonen vergraben und in große Tiefen transportiert, wo sie extremen Druck- und Temperaturbedingungen ausgesetzt sind.

Durch eine Kombination aus fortschrittlichen spektroskopischen Analysen und Isotopenmessungen untersuchten die Forscher alpine metamorphe Gesteine, die Zeugen einer tiefen Versenkung sind. Ihre Beobachtungen zeigen, dass diese abiotischen Verbindungen während der Metamorphose bemerkenswert gut erhalten bleiben, nur geringen chemischen Veränderungen unterliegen und eine leichte Isotopensignatur behalten.

Bisher wurde diese Art von Signatur weitgehend als Indikator für einen biologischen Ursprung interpretiert. Diese Ergebnisse zeigen, dass sie auch aus rein metamorphen Prozessen resultieren kann.

Eine Schlüsselrolle im tiefen Kohlenstoffkreislauf

Die Studie zeigt, dass diese abiotischen Verbindungen die Hauptquelle für leichten Kohlenstoff in Gesteinen darstellen, die während der Subduktion hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt sind. Dieser Kohlenstoff kann anschließend in den Erdmantel recycelt werden und trägt unter anderem zur isotopischen Vielfalt bei, die in einigen in großen Tiefen gebildeten Diamanten beobachtet wird.

Diese Arbeiten führen dazu, ein grundlegendes Paradigma zu überdenken: Die leichte Isotopensignatur von Kohlenstoff im Mantel ist kein Beweis für einen biologischen Ursprung, im Gegenteil.

Über das Verständnis des tiefen Kohlenstoffkreislaufs hinaus eröffnet diese Entdeckung wichtige Perspektiven für die Bildung von organischem Kohlenstoff in extremen Umgebungen, für den Austausch zwischen der Erdoberfläche und dem Erdinneren sowie für Mechanismen, die organischen Kohlenstoff auf anderen Planeten produzieren könnten.