Zwei Milliarden Jahre altes Wasser

In einer südafrikanischen Goldmine haben Forscher uraltes Grundwasser entdeckt, das zirka zwei Milliarden Jahre alt ist. Wie könnte das Wasser so alt werden? Gibt es dort Leben und wie bestimmt man das Alter von Wasser?

Der natürliche Kreislauf

Wenn Wasser im Kontakt zur Atmosphäre steht, ist es ständig dem natürlichen Wasserkreislauf ausgesetzt. Bei Erwärmung verdampft es, steigt in höhere Luftschichten auf und kondensiert zu Wolken. Diese regnen schließlich ab, wodurch das Wasser wieder flüssig auf die Erde zurückkommt.

Dem natürlichen Wasserkreislauf sind fast alle Wassermassen des Planeten unterworfen.

Man kann also für den Großteil des Wassers auf der Erde kein Alter bestimmen, weil es permanenten Veränderungen unterliegt. Anders sieht es bei Wassermassen aus, die von der Atmosphäre abgeschirmt, also zum Beispiel in Stein eingeschlossen sind. Hier kann nichts verdampfen, es finden also keine Veränderungen statt.

Die Sensation

In den südafrikanischen Goldminen des Witwatersrand Basins werden schon seit langer Zeit Diamenten und Gold abgebaut. In diesen Minen ist einem deutschen Team von Geologen aus Leipzig ein sensationeller Fund geglückt. Eigentlich wollten sie die extrem alten Erdkrustenschichten in diesem Gebiet dem Kaapvaal-Kraton untersuchen.

In Witwatersrand in Südafrika wird nach Gold und Diamanten gegraben, aber auch nach altem Wasser geforscht.

Dabei stießen sie auf salzhaltiges Grundwasser, das in den Gesteinschichten eingeschlossen war. Abgeschlossen von der Atmosphäre liegt dieses Wasser schon seit zirka zwei Milliarden Jahren dort unten. Hier hat sich über diesen extrem langen Zeitraum ein isoliertes Ökosystem mit mikroskopischen Lebewesen entwickelt.

Wie bestimmt man das Alter?

Bei der Altersbestimmung von Wasser ist vor allem das Element Neon wichtig. Bei dem normalen Oberflächenwasser auf der Erde ist das Neon-Verhältnis überall gleich. Wenn nun Wasser mit einem anderen Neon-Verhältnis gefunden wird, handelt es sich wahrscheinlich um sehr altes Wasser.

Jedes Wasser auf der Erde hat seinen eigenen chemischen Fingerabdruck.

Wenn Wasser sehr lange von Gestein eingeschlossen ist, geht es eine Wechselwirkung damit ein. Dadurch wird im Wasser mehr Neon gebunden. Die Wissenschaftler wissen, wie lange der Prozess dauert. So können sie zurück rechnen, wann das Wasser eingeschlossen worden sein muss. In diesem Fall passierte das vor zwei Milliarden Jahren.

Wer kann in diesem Wasser leben?

In dem zwei Milliarden Jahren alten Wasser haben die Forscher mikroskopische Lebewesen gefunden. Sie bilden hier eines der ältesten isolierten Ökosysteme der Welt. Sie müssen, eingeschlossen von Geseinsschichten, ohne Licht und ohne Sauerstoff auskommen. Deshalb ernähren sich die Mikroorganismen von Stoffen, die die umgebenden Gesteine ins Wasser abgeben.

Solche Tiefenbiosphären wie der Lebensraum in der südafrikanischen Goldmine genannt wird können den Wissenschaftlern große Erkenntnisse liefern, wie das Leben auf der Erde sich entwickelt hat. Denn zu Beginn des Lebens gab es auf der Erde auch nicht viel mehr außer Gestein und Wasser.

19.04.2011 // Text: Jan Wrede; Bilder: Vorschau: Roger McLassus (GNU 1.2, cc-by-sa 3.0); Kratersee: Bdpmax (GNU 1.2, cc-by-sa 3.0), Witwatersrand: Chris Eason (cc-by-sa 2.0), Kreislauf: United States Geological Survey (pd)

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