Fäulnis

Die Fäulnis fasst verschiedene Zersetzungsprozesse organischer Materie zusammen, die unter anoxischen Verhältnissen stattfinden. Wichtig sind diese Vorgänge vor allem in der Paläontologie und der Ressourcengeologie. Das aerobe Gegenstück zur Fäulnis ist die Verwesung.

Grundlagen

Unter Abschluss von Sauerstoff werden Kohlehydrate von Mikroorganismen oxidiert, indem diese andere Verbindungen als Sauerstoff als Elektronenakzeptoren verwenden. Zu den Elektronenakzeptoren zählen mit abnehmendem Redoxpotential Nitrat (bzw. Nitrit), dreiwertiges Eisen, Sulfat und CO₂. In der Folge sinkt auch die Menge an Energie, die Organismen gewinnen können. Dadurch ergibt sich eine Folge von Reaktionen, die im Boden stattfinden, denn es wird immer der Elektronenakzeptor bevorzugt, mit dem ein Organismus mehr Energie gewinnen kann.

Die Oxidation von Kohlehydraten kann beispielhaft anhand der Oxidation von Glucose betrachtet werden, die einen Grundbaustein für viele pflanzliche Materialien wie Cellulose bildet, oder in die pflanzliche Materialien wie Lignin zerlegt werden können.

${\ce {C6H12O6 + 24 OH- -> 6 CO2 + 18 H2O + 24 e-}}$

Prozesse

1.      Denitrifizierung

Dieser Prozess umfasst die Reduktion von Nitrat und Nitrit zu Ammonium. Folgende Reduktion findet statt:

${\ce {NO3- + 8 e- + 10 H+ -> NH4+ + 3H2O}}$

2.      Eisenreduktion

Bei der Eisenreduktion werden Verbindungen aus dreiwertigem Eisen wie FeOOH reduziert.

${\ce {Fe^3+ + e- -> Fe^2+}}$

3.      Sulfatreduktion

Unter sulfatreduzierenden Bedingungen werden Sulfate wie Gips reduziert. Dabei kann z. B. Schwefelwasserstoff entstehen.

${\ce {SO4^2- + 8 e- + 10 H+ -> H2S + 4 H2O}}$

4.      Methanogenese

Die Methanogenese beschreibt den energieärmsten Fäulnisprozess, bei dem aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Methan bzw. Erdgas gebildet wird.

${\ce {CO2 + 8 e- + 8 H+ -> CH4 + 2 H2O}}$

Folgen

Fäulnisprozesse haben neben dem Abbau von Biomasse die Bildung neuer Verbindungen zur Folge. Dadurch entstehen bituminöse Kalksteine, Konkretionen (z. B. aus Pyrit, Markasit, Ankerit, Galenit, etc.) und Energierohstoffe wie Erdöl und Erdgas. In unverfestigten Sedimenten können durch frei werdende Gase außerdem Hohlformen entstehen.

Autor:innen

Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:

Hagen

Du möchtest wissen, wer hinter den Autor:innen und Reviewer:innen steckt? Dann schau doch beim GEOWiki-Team vorbei!