Sie erkunden eine Wüste in Marokko und finden 180 Millionen Jahre alte Strukturen an einem unmöglichen Ort

Inmitten einer kargen Landschaft im Hohen Atlas in Marokko hat ein internationales Team etwas gefunden, das eigentlich nicht dort sein dürfte. In den Jura-Felsen des Dadès-Tals finden sich seltsame versteinerte „zerknitterte Strukturen”, die typisch für Mikroben sind, die in seichten Gewässern mit viel Licht leben, aber in alten Meeresablagerungen aus einer Zeit vor etwa 180 Millionen Jahren konserviert wurden.

Der Fund, der in der Zeitschrift Geology beschrieben wird, deutet darauf hin, dass mikrobielle Gemeinschaften, die ohne Licht leben können, den Grund eines alten Meeres in etwa 200 Metern Tiefe besiedelten, in einer Umgebung, die von Trübungsströmungen und Unterwasserrutschungen dominiert war. In der Praxis bedeutet dies, dass Spuren des frühen Lebens auf der Erde auch in Umgebungen verborgen sein könnten, die bisher kaum jemand beachtet hat.

Unpassende Falten im Hohen Atlas

Die Geobiologin Rowan Martindale stieß 2016 auf diese Strukturen, als sie fossile Riffe im Dadès-Tal untersuchte. Als sie auf eine Sandsteinplatte trat, sah sie eine Oberfläche, die mit einem feinen Relief bedeckt war, ähnlich wie Elefantenhaut. Sie dachte sich: „Diese Falten sollten auf solchen Felsen eigentlich nicht vorkommen” und beschloss, zu untersuchen, was hier tatsächlich vor sich ging.

Nicht nur die Form war verwirrend. Das Team bestätigte, dass die „Falten“ auf der Oberseite von Sand- und Schlammschichten auftreten, die von schnellen Unterwasserströmungen, den sogenannten Turbiditen, abgelagert wurden und sich auf einem tiefen Meeresabhang der Tagoudite-Formation gebildet haben. Die von ihnen berechnete minimale Paläotiefe liegt bei etwa 200 Metern, unterhalb der Zone, in der Sonnenlicht die Photosynthese ermöglicht.

Bislang wurden ähnliche Strukturen fast immer als Spuren photosynthetischer mikrobieller Teppiche in flachen Gebieten oder als rein physikalische Reliefs interpretiert, die durch Sedimentrutschungen entstanden sind. Deshalb bricht diese Aufschichtung im Dadès-Tal mit dem bisherigen Schema.

Mikroben, die von Chemie leben, nicht von Licht

Um herauszufinden, ob hinter diesen Formen Leben steckt, kombinierte das Team Feldarbeit, Dünnschliffpräparate unter dem Mikroskop und chemische Karten der Mineralien. Unmittelbar unterhalb der faltigen Oberfläche stellten sie eine deutliche Anreicherung von organischem Kohlenstoff fest, ein Zeichen für biologische Aktivität genau dort, wo sich die Falten bilden.

Der Kontext veranlasste sie, „klassische” Mikroben, die von Licht leben, auszuschließen. Auf einem tiefen, trüben Meeresgrund, der Sedimentlawinen ausgesetzt ist, sind chemosynthetische Gemeinschaften die logischste Option, also Mikroben, die Energie aus chemischen Reaktionen von Verbindungen wie Methan oder Schwefelwasserstoff gewinnen.

Turbiditätsströme transportieren große Mengen organischer Stoffe auf den Meeresgrund. Wenn diese Stoffe vergraben werden, zersetzen sie sich und erzeugen Gase und reduzierte Verbindungen. Diese „chemischen Brühen” schaffen die ideale Umgebung für Bakterien, die Schwefel oder Methan anstelle von Licht nutzen und dicke Schichten auf dem Sediment bilden. Wenn sich das Wasser bewegt, werden diese Teppiche zerknittert, verschoben und hinterlassen schließlich das raue Muster, das wir heute versteinert sehen.

Außerdem können chemische Reaktionen so viel Schwefel freisetzen, dass viele Tiere diese Bedingungen nicht ertragen können. Diese Toxizität öffnet ein kleines Zeitfenster, in dem die mikrobiellen Teppiche wachsen können, ohne gefressen zu werden, und sich im Gestein erhalten bleiben.

Eine neue Karte für die Suche nach uraltem Leben

Der ökologische Schlüssel zu dieser Arbeit liegt in der veränderten Sichtweise. Wenn fossile Falten nicht nur von Mikroben stammen, die an der Sonne leben, sondern auch von chemosynthetischen Gemeinschaften in der Tiefsee, erweitert sich die Karte möglicher „Zufluchtsorte” für frühes Leben erheblich.

Der Geobiologe Jake Bailey von der University of Minnesota fasst diese Idee mit einem prägnanten Satz zusammen. Er erinnert daran, dass „heute einige der größten mikrobiellen Ökosysteme der Erde im dunklen Ozean zu finden sind” und betont, dass diese Art von Studien zeigt, dass bestimmte alte Strukturen das Vorhandensein von Mikroben registrieren könnten, die von Chemie und nicht von Licht leben.

Für den Laien mag dies wie eine sehr weit zurückliegende Geschichte klingen. Diese tiefen Mikroben spielen jedoch nach wie vor eine enorme Rolle in den Kohlenstoff- und Schwefelkreisläufen der heutigen Ozeane, auch wenn wir sie nicht sehen, wenn wir vom Strand aus auf das Meer blicken. Das Verständnis, wie sie sich vor 180 Millionen Jahren organisierten, hilft dabei, die Entwicklung dieser Kreisläufe zu rekonstruieren und die Modelle zu verfeinern, mit denen wir das Klima der Erde auf großen Zeitskalen untersuchen.

Es gibt noch einen weiteren interessanten Aspekt. Dieselben Prozesse, die es diesen Gemeinschaften ermöglichen, in der Dunkelheit der Erde zu leben, gelten auch als gute Kandidaten für die Erhaltung von Leben in Welten mit Ozeanen unter Eis, wie einigen Monden von Jupiter oder Saturn. Das bedeutet nicht, dass diese Studie etwas außerhalb der Erde beweist, aber sie liefert Hinweise darauf, wie ähnliche Spuren an anderen Orten im Sonnensystem erkannt werden können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass „Falten” in einem Felsen in der marokkanischen Wüste Wissenschaftler dazu zwingen, ihre Vorurteile darüber zu überdenken, wo sie nach den ersten Anzeichen von Leben suchen sollten, und daran erinnern, dass ein Großteil der biologischen Geschichte des Planeten fernab der Sonne geschrieben wurde.