Microbial and diagenetic origins for BIFs mineralogy

• Applicant: Professor Dr. Andreas Kappler
• Subject Area: Palaeontology
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 203718275

Präkambrische Sedimentgesteine wie etwa gebänderte Eisenformationen können als Archive für den Redox-Zustand der Ozeane im Archaikum betrachtet werden und speichern wichtige Hinweise zur Entstehung mikrobiellen Lebens auf der Erde. Gebänderte Eisenformationen aus dem Archaikum wurden sehr wahrscheinlich von anoxygenen photosynthetisch aktiven Bakterien gebildet welche noch vor der Entstehung von atmosphärischem Sauerstoff Fe(II) zu Fe(III) oxidiert haben (sogenannte Photoferrotrophe). Einige Eigenschaften der gebänderten Eisenformationen jedoch stehen mit diesem Mechanismus im Widerspruch. Insbesondere die Gehalte der Formationen an organischem Kohlenstoff sollten durch den mikrobiellen Ursprung deutlich höher sein als aktuell beobachtet. Gebänderte Eisenformationen sind jedoch aus Mineralen zusammengesetzt welche insbesondere im Fall von Magnetit und Siderit mit einem möglichen mikrobiellen Ursprung durch photoferrotrophe Bakterien und anschließenden Diageneseprozessen zusammen mit Fe(III)-(hydr)oxiden (unter moderatem Druck und Temperatur) im Einklang stehen. In diesem Antrag werden die oben genannten Mechanismen im aquatisch-chemischen Milieu der Ozeane des Archaikum (insbesondere erhöhte Si- Konzentrationen) im Detail untersucht und mit Gesteinen aus gebänderten Eisenformationen des Archaikum verglichen. Darüber hinaus sind im Hinblick einer möglichen mikrobiellen Ursprungs auch die Gehalte an Spurenmetallen (z.B. Mo, Co, Cu, Zn, Ni) von besonderer Bedeutung, da diese für zahlreiche enzymatische Reaktionen notwendig sind. Im Rahmen dieser Arbeit sollen mikrospektroskopische und spektromikroskopische Verfahren den Gehalt an Spurenmetallen von Mineralen und organischer Substanz nach der Diagenese klären. Um die Spurenmetall-Signatur der Minerale in gebänderten Eisenformationen besser zu verstehen werden Verteilungskoeffizienten der Metalle zwischen sulfidischen und hydroxidischen Mineralen ermittelt mit Hilfe von mikrospektroskopische Methoden und In-situ-Voltametrie. Die Ergebnisse können dann direkt mit gebänderten Eisenformationen aus dem Archaikum verglichen werden um die Spurenmetall-Gehalte der Ozeane im Archaikum zu ermitteln und dadurch auf die zu dieser Zeit möglichen metabolischen Prozesse zu schließen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Martin Obst