Erstes Vorkommen von Stromatolithen in der Früharchaischen Moodies-Gruppe, Barberton Grünsteingürtel, Südafrika

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph Heubeck
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447538422

Die Biosphäre hat nahezu vollständige Kontrolle über die Oberflächensysteme der Erde erlangt, aber es ist nicht klar, durch welche Mechanismen und Metabolismen, zu welchem Zeitpunkt, mit welcher Geschwindigkeit und mit welchen Konsequenzen für die Atmosphäre, die Hydrosphäre und die Geosphäre dies geschah. Dies ist zum Teil auf die begrenzte und unvollständige Aufzeichnung der frühesten Lebenspuren in Gesteinen zurückzuführen. Wir zeigen hier vorläufige Daten aus Flachwasser-Sandsteinen der paläoarchaischen Moodies-Gruppe des Barberton Grünsteingürtels (BGB), eines der weltweit ältesten gut erhaltenen mikrobiellen Ökosysteme. Kerogene Laminationen aus gezeitenfaziellen Sandsteinen dieser Einheit ähneln modernen Cyanobakterienmatten und sind hinreichend gut untersucht, aber Stromatolithe wurden (aus unbekannten Gründen) in dieser Einheit bisher nicht nachgewiesen. Im Jahr 2019 entdeckten wir kalkhaltige, stromatolithische Karbonathügel in cm- bis dm-Größe, die z.T. eindeutigen Entwässerungsstrukturen aufsitzen. Wie entstanden diese? Abgesehen von einer rein abiogenen Ausfällung von Calcit aufgrund von Druck- und Temperaturentlastung austretender Flüssigkeiten könnte die mineralische Ausfällung auch eine metabolische Verwertung von Gasen aus dem Abbau kerogener mikrobieller Matten widerspiegeln, z.B. durch konventionelle oxygene Photosynthese unter Ausnutzung eines konzentrierten CO2-Flusses, durch Methanotrophie, Fermentation oder einer Kombination von Metabolismen. Idiomorphe Anwachssäume detritischer Pyritkörner, die zwischen den Karbonat-Krusten eingebettet sind, weisen evtl. auf die frühere Aktivität eines S-basierten Metabolismus, wahrscheinlich von mikrobieller Sulfatreduktion (MSR), hin. Wir schlagen vor, diese Hypothesen zu testen, indem wir (1) δ13C in ausgewählten SIMS-Traversen über stromatolitische Laminae und δ34S wie auch δ33S in Pyrit messen, (2) Stromatolithmorphologien in Aufschluss- und Handprobe klassifizieren und (3) relevante Sedimentfazies geologisch kartieren. Falls die SIMS-Ergebnisse einen biogeochemischen Ursprung der Karbonathügel unterstützen, würde dies neuartige Strategien in der Frühgeschichte des Lebens aufzeigen, möglicherweise eines der frühesten Beispiele für mikrobielle Symbiose in der Erdgeschichte dokumentieren und das bekannte Inventar von mikrobiellen Gemeinschaften entlang paläoarchäischer Küsten ergänzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen