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MUMM II

erstellt von huenken zuletzt verändert: 04.08.2011 12:18

Projekt:
MUMM II
Methan im Geo-/Biosystem - Umsatz, Metabolismus und Mikroorganismen

Laufzeit:
01.01.2005 bis 29.02.2008
Koordinatorin:
Prof. Dr. A. Boetius

Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie
Celsiusstr. 1
28359 Bremen
Projektpartner:
Universität Bremen, Fachbereich Geowissenschaften

Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Methan im Geo-/Biosystem
Ziele:
Ein zentraler Prozess des globalen Methankreislaufs ist der mikrobielle Umsatz von Methan in marinen Sedimenten. An methanreichen Standorten wie über Gashydrat und an submarinen Schlammvulkanen kontrollieren Gemeinschaften neu entdeckter methanotropher Mikroorganismen fast vollständig die Emission von Methan. Ziele des Projektes MUMM sind:

In-situ-Quanitfizierung mikrobieller Umsatz- und Transportprozesse in methanreichen GeoBio-Systemen
● Experimentelle Untersuchung von Regulationsfaktoren zum Methanumsatz und zum mikrobiellen Wachstum in Bioreaktoren
In-situ-Identifizierung von Biodiversität und räumlicher Verteilung methanzehrender Mikroorganismen unter Einsatz von diagnostischen organischen Molekülen und Nukleotidsequenzen
● Untersuchung von Schlüsselenzymen und metabolischen Fähigkeiten anaerober Methanoxidierer

Ergebnisse & Veröffentlichungen:
In der ersten Phase des MUMM-Projektes (Methan in marinen gashydrathaltigen Sedimenten - Umsatzraten und Mikroorganismen) wurden Umsatzraten und Mikroorganismen weitgehend mit ex-situ-Methoden untersucht. Neben Tiefsee-Methanquellen im Golf von Mexiko, am Hydrate Ridge vor Oregon und am arktischen Schlammvulkan Haakon Mosby wurden verschiedene andere gashaltige Sedimente in Küstenbereichen wie dem Wattenmeer untersucht. Die Identifizierung einer größeren Vielfalt methanotropher Archaeen und sulfatreduzierender Bakterien gelang. Der Vergleich von AOM-Raten zeigte, dass an Tiefseestandorten mit hohem Methanfluss die Methanumsatzraten um zwei bis drei Größenordnungen höher waren als an Standorten mit geringem Methanfluss.
An Lokationen mit hoher Freisetzung an Methan, an denen Methan gleichzeitig die einzige Kohlenstoffquelle darstellt, sind AOM und Sulfatreduktion (SRR) eng aneinander gekoppelt und das stöchiometrische Verhältnis zwischen Sulfatreduktion und Methanoxidation wird deutlich. An Standorten mit Erdölfreisetzung ist die Sulfatreduktion von der AOM, die anteilig nur noch weniger als 10% zur Sulfatreduktion beiträgt, entkoppelt (z. B. im Guaymas-Becken, an einigen der Austrittsstellen im östlichen Mittelmeerraum und im Golf von Mexiko). An Standorten mit hoher AOM oberhalb von dissozierenden Gashydraten und hoher Gasaustritte ist Sulfat der limitierende Faktor und wird im Bereich von 1-3 cm unterhalb der Sedimentoberfläche aufgezehrt. Eine maßgebliche Minderung der AOM wurde beobachtet, wenn die Sulfatkonzentration in Bereiche unter 3 mM absank. Eine ausgeprägte laterale Heterogenität der AOM an Standorten mit Gasaustritt ist typisch, die durch eine instationäre Gasinjektion, die inhomogene Verteilung von Gashydraten, ausgefällte Karbonate und Bioturbations-Prozesse hervorgerufen wird.
Die Untersuchung von AOM-Matten von Gasquellen im Schwarzen Meer hat weitere Belege für die direkte Beziehung zwischen AOM und der Bildung von Karbonatausfällungen erbracht. Kommende Untersuchungen werden sich mit der Abhängigkeit zwischen der Art und Zusammensetzung der AOM-Gemeinschaften und der Geschwindigkeit und Regulation des Methanumsatzes sowohl in Laborexperimenten als auch in Feldstudien beschäftigen.

Das Forschungsprojekt MUMM II baut auf dem ebenfalls vom BMBF im Rahmen des Sonderprogramms GEOTECHNOLOGIEN geförderten Vorgängervorhaben MUMM auf. Die publizierten Ergebnisse des MUMM-Projektes finden Sie hier.
Weitere Informationen:

Liste der Kooperationspartner (außerhalb des Verbundes)