Ein Mikrokosmos unter Tage

Von Martin Jägle

In die Strecken der Bergwerke dringt kein Sonnenlicht vor. Man sollte glauben, dass unter diesen Bedingungen - quasi ohne Energiequelle - sich kaum Leben entwickeln könnte. Doch es gibt auch noch andere Lebensgrundlagen, zum Beispiel die Ausnutzung anorganischer, chemischer Energie, die sogenannte Chemoautotrophie oder Chemosynthese. Eine Vielzahl von Chemikalien kommt für diese Art von Energiequelle in Frage. Es gibt insbesondere am Meeresboden viele hydrothermale Quellen (z.B. „Black Smoker“), in denen die Chemie der Wässer ebenfalls Grundlage für ein sonnenlichtunabhängiges Ökosystem ist. Doch man muss nicht auf den Grund der Ozeane tauchen, um solche Exoten zu Gesicht bekommen.

Die Wässer in unsern Stollen sickern durch die Erzklüfte und lösen die Erze oder deren Verwitterungsprodukte auf. Dabei reichern sie sich mit charakteristischen Mineralien an, die Bakterien als Nahrungsquelle dienen können. So fällt zum Beispiel in den Schwefelquellen im Suggental oft ein milchig weißer Belag auf. Er wird von Fadenbakterien gebildet, die den dort enthaltenen Schwefelwasserstoff – für Menschen eines der giftigsten natürlich vorkommenden Substanzen - verstoffwechseln können. Andere Lebensformen „ernähren“ sich von im Wasser gelöstem Eisen. So werden in den Ozeanen eiserne Schiffswracks regelrecht von Bakterien gefressen. Beispiele hierfür finden sich auch in der Grube Caroline, in der auch Eisenerze vorkommen.

Blähschlamm, verursacht durch chemoautotrophe Fadenbakterien, welche

Ockerpartikel am Sedimentieren hindern. Stollensohle Carolinengrube, im Querschlag beim alten Tagschacht.

Es handelt sich hierbei um ein Gespinst von Fadenbakterien, unter anderem wahrscheinlich der „Brunnenfaden“. Dieses Gespinst verhindert, dass sich im Wasser vorhandene Eisenockerpartikel am Boden absetzen. Daher kommt die typische Ockerfarbe. Der Blähschlamm setzt regelmäßig Entwässerungsabflüsse der Carolinengrube zu. Sie müssen entsprechend oft gereinigt werden. Ein Grund, weshalb er in Kläranlagen nicht gerne gesehen wird. Der Brunnenfaden war in der Geschichte schon mehrfach dafür verantwortlich, dass die Wasserversorgung ganzer Großstädte durch Verstopfung zusammenbrach. Hier in der Carolinengrube bilden diese Bakterien jedoch die Grundlage kleiner Ökosysteme.

Der Ocker-Blähschlamm, hier in der Strömung, verstopft auf der Stollensohle regelmäßig die Abflüsse.

Auf der sechsten Sohle bauen die Bakteriengespinste in Verbindung mit Tropfwässern Sinterfahnen auf. Es ist gut möglich, dass diese Fadenbakterien auf diese Weise eindrucksvolle Limonit-Stalagtiten aufbauen, die in anderen Bergwerken – unter anderem in der Grube Segen Gottes in Schnellingen – besichtigt werden können.

Probennahme auf der 6. Sohle. Der Ockerschlamm belegt hier nur die oberste Grenzschicht zur Luft, darunter ist der Schlamm schwarz (Bild: Katrin Schmitt).

Bemerkenswert in der Caroline ist weiterhin, dass in den Sinterfahnen nur die oberste Schicht aus dem ockerfarbenen Limonit besteht, darunter ist der Schlamm schwarz, was auf eine andere Wertigkeit des Eisens hindeutet.

In 400-facher Vergrößerung zeigt sich das Gespinst eindrucksvoll im Mikroskop. Die „eingefangenen“ Ockerpartikel sind hier nicht zufällig, wahrscheinlich werden diese von den Bakterien selbst beim Stoffwechsel gebildet, der unter anderem zweiwertiges Eisen, das aus dem Eisenspat (Siderit, Eisencarbonat) der Grube stammt, in dreiwertiges Eisen des Limonit umwandelt (so heißt Eisenocker als Mineral, der Chemiker nennt es Eisenhydroxid, man kann es aber auch einfach Rost nennen). Da dieser Limonit im Wasser weniger löslich ist, scheidet er sich als Kruste um das Bakterium herum ab.

Die Fadenbakterien ernähren sich vermutlich von Eisen und Schwefelwasserstoff. Sie sind hier als Gespinst zu sehen, in denen Ockerpartikel „gefangen“ sind.

400-fache Vergrößerung.

Weiterhin sind auch eine Vielzahl von weiteren, nicht fadenförmigen Bakterien vorhanden, zum Beispiel Spirillen oder Kokken. Auch sind höher entwickelte Einzeller zu finden, wie etwa Pantoffeltierchen und Geißeltierchen.

Fadenbakterien, Pantoffeltierchen und Geißeltierchen. Hier links ist die Ockerkruste um manche Bakterienfäden schön zu sehen. (Bild: Sebastian Busch)

Besonders eindrucksvoll zeigt sich der Schlamm im Dunkelfeld als Gewimmel heller Einzeller.

Aufnahmen im Dunkelfeld zeigen das lebendige Gewimmel besonders eindrucksvoll. Fast jeder dieser hellen Punkte ist ein Einzeller
(Bild: Sebastian Busch):

Darüber hinaus kommen durch den Zerfall von Grubenhölzern auch verschiedene Pilze und Schleimpilze in der Grube vor. Und von Zeit zu Zeit findet der Besucher in den Wässern der Schächte Kröten vor, die aus Kaulquappen in der Grube hervorgegangen sind. Möglicherweise bilden diese die Spitze der Nahrungskette unseres kleinen Ökosystems in der Carolinengrube.