Der Schwefelfluss in der natürlichen Umgebung
Das Projekt Sulfutopes konzentrierte sich auf den Nachweis von vier Schwefelisotopen in natürlichen aquatischen und sedimentären Systemen. Wissenschaftler untersuchten Sedimentproben und Proben von sulfidhaltigem Wasser aus dem Watt, das vom Wattenmeer an der niederländischen Küste stammt. Außerdem wurde die Zusammensetzung der Schwefelisotope anhand von Proben aus hydrothermalen Quellen aus dem Yellowstone National Park und aus Grundwasser vom Delaware Great Marsh untersucht. Neue Analysetechniken, die auf der Massenspektrometrie basieren, ermöglichten, dass Wissenschaftler sowohl herkömmliche als auch seltene Schwefelisotope bei Untersuchungen des natürlichen Schwefelkreislaufs einsetzen können. Das Ziel bestand in der Unterscheidung zwischen natürlichen Systemen, bei denen Schwefelwasserstoff aus Sulfat entstanden ist und jenen Systemen, bei denen Schwefel bei einem als Disproportionierung bezeichneten Vorgang reduziert und oxidiert wurde. Wissenschaftler unterschieden außerdem zwischen Systemen, bei denen Schwefel-Verbindungen durch die Oxidation von Schwefelwasserstoffen entstanden sind und Systemen, bei denen eine mineralische oder biologische Komponente eine Rolle spielt. Dies war insbesondere für gelösten (polysulfidischen) und nicht löslichen (elementaren) nullwertigen Schwefel relevant. Im Grundwasser des Delaware Great Marsh wurde unerwarteterweise ein hoher Gehalt an Cyanwasserstoff und Thiocyanat festgestellt. Bei weiteren Forschungen zeigte sich, dass das Cyanid durch die Wurzeln von glattem Schlickgras (Spartina alterniflora) produziert wird. Die Hauptsenken von freiem Cyanwasserstoff erwiesen sich als Komplexe mit Eisen (II), Adsorption auf Sediment oder Reaktion mit bestimmten Schwefelarten. Bei der Reaktion entsteht Thiocyanat, das weniger giftig ist als Cyanwasserstoff. Die Daten der Sediment- und Wasserproben, die aus dem Wattenmeer und dem Delaware Great Marsh entnommen wurden, ermöglichten den Forschern die Nachempfindung des Schwefelflusses durch komplexe biogeochemische Systeme. Durch diese Informationen erlangten die Wissenschaftler ein besseres Verständnis darüber, welche Rolle Schwefel für die natürliche Umgebung und für das Leben auf der Erde spielt.
