FS METEOR M126

BIGMAR - hydrotermálne prieduchy na stredoatlantickom hrebeni

Interdisciplinárne biologické, chemické a geologické výskumy hydrotermálnych prameňov na stredoatlantickom hrebeni

  • 19. apríla 2016 - 21. mája 2016
  • Fortaleza (Brazília) - Bridgetown (Barbados)
  • Študijná oblasť medzi 12 ° S a 15 ° S
  • ROV QUEST

m126

Vedúci: Prof. Dr. Nicole Dubilier

Výskumné otázky

Cieľom cesty je lepšie pochopiť interakciu geologických, geochemických a biologických procesov pri hydrotermálnych prameňoch.

- Ako ovplyvňuje miestna geológia vypúšťanie hydrotermálnych tekutín a komunitu pri horúcich prameňoch?

- Ktoré zdroje energie prevažujú v tekutinách a oblakoch a ako ovplyvňujú zloženie a distribúciu mikrobiálneho spoločenstva?

- Ako ovplyvňujú vírusy biogeochémiu a ekológiu hydrotermálnych prieduchov?

Našou najdôležitejšou pracovnou platformou počas 23 pracovných dní v tejto oblasti je ROV QUEST z mesta MARUM v Brémach.

Pracovná oblasť

Zúčastnené ústavy

  • Inštitút Maxa Plancka pre morskú mikrobiológiu, Brémy
  • MARUM, univerzita v Brémach
  • Christian Albrechts University v Kieli
  • Ohio State University, Columbus, USA
  • Harvardova univerzita, Boston, USA
  • Memorial University New Foundland, Kanada
  • Univerzita v Bergene, Nórsko
  • Gruzínska univerzita, Atény, USA

Pracovná oblasť M126 so štyrmi hydrotermálnymi poliami Logatchev, Semenov, Irinovskoe a Ashadze (upravené podľa Ondréas et al. 2012).

Dojmy z hydrotermálneho poľa Logatchev.

Na tejto ceste chceme lepšie pochopiť interakciu geologických, geochemických a biologických procesov pri hydrotermálnych prameňoch. Prebieha v rámci výskumného zamerania „Interakcie medzi geosférou a biosférou“ (GB4) v agentúre MARUM. Naša cesta nás zavedie na štyri hydrotermálne polia na stredoatlantickom hrebeni: Logatchev, Semenov, Irinovskoe a Ashadze. Zameriavame sa na nasledujúce tri otázky:

1) Ako ovplyvňuje miestna geológia vypúšťanie hydrotermálnych tekutín a spoločenstiev pri horúcich prameňoch?

Štyri hydrotermálne polia sa líšia svojou tektonikou a zložením svojich podzemných hornín. Podzemné horniny v interakcii s faktormi, ako je teplota a tlak, ovplyvňujú zloženie a odvod horúcich a difúznych tekutín. Povaha a priestorové rozdelenie tekutín zase určuje energetické zdroje, ktoré slúžia ako základ pre mikrobiálny život. Sú preto rozhodujúce pre rozmanitosť a distribúciu hydrotermálnych spoločenstiev.
Naším cieľom je lepšie pochopiť interakcie medzi podpovrchom, chémiou a biológiou na hydrotermálnych zdrojoch kombináciou geologického a biologického mapovania s hmotnostnými spektrometrickými meraniami tekutín in situ.

2) Aké zdroje energie dominujú v tekutinách a perách horúcich prameňov a ako ovplyvňujú zloženie a distribúciu mikrobiálnych spoločenstiev?

Hľadáme predvídateľné vzťahy medzi hlavnými geopalivami alebo zdrojmi energie a metabolizmom prevládajúcich primárnych výrobcov prieduchov. Keď ventilačné kvapaliny stúpajú z podpovrchového do morského dna a ďalej do hydrotermálnych oblakov, ich koncentrácie a relatívne zloženie sa menia. V podzemí sa nachádzajú bohaté zdroje energie a prevládajú anoxické podmienky. Koncentrácie zdrojov energie sú na morskom dne a na oblaku nižšie, ale existujú termodynamicky priaznivejšie akceptory elektrónov, kyslík a dusičnany. Je známe, že tieto geochemické zmeny ovplyvňujú zloženie mikrobiálnych spoločenstiev. Chýbajú však podrobné porovnávacie štúdie chemického a biologického zloženia ventilačných tekutín v podpovrchovom, morskom dne a na oblaku.

3) Ako ovplyvňujú vírusy biogeochémiu a ekológiu hydrotermálnych prieduchov?

Vírusy sa často vyskytujú na hydrotermálnych prieduchoch. Pravdepodobne teda v týchto ekosystémoch zohrávajú rozhodujúcu úlohu. Posledné štúdie ukázali, že vírusy, ktoré napádajú samotné baktérie oxidujúce síru, nesú gény kódujúce kľúčové enzýmy v cykle síry. Tento objav potvrdzuje náš predpoklad, že vírusy môžu ovplyvňovať mikrobiálny metabolizmus na výrobu energie z hydrotermálnych tekutín a že sú prospešné aj pre hostiteľskú bunku.
Budeme študovať vírusové spoločenstvá voľne žijúcich a symbiotických baktérií na hydrotermálnych prieduchoch. Špeciálny dôraz kladieme na to, ako vírusy ovplyvňujú metabolizmus a ekológiu mikroorganizmov.