Ein vertikales Intervall in marinen oder limnischen Sedimenten, in dem mikrobielle Sulfatreduktion der dominante Elektronenakzeptorprozess ist und gelöstes Sulfat zu Sulfid umwandelt, verbunden mit charakteristischen geochemischen Signaturen.

Prinzip

Wenn labiles organisches Material und Sulfat unter sauerstoffarmen Bedingungen koexistieren, nutzen sulfatreduzierende Mikroorganismen verfügbare Elektronen effizienter als langsamere Elektronenakzeptoren und etablieren so eine Tiefenhorizont mit abnehmenden Sulfatkonzentrationen und zunehmenden reduzierten Schwefelarten.

Demonstration

In einer Kontinentalschelfeinbohrung zeigen Porenwasserprofile eine oberflächliche Sauerstoffzehrung, eine rasche Nitratentleerung innerhalb weniger Zentimeter und eine Zone 5–40 cm unter der Sedimentwassergrenze, in der Sulfat stark abnimmt und Schwefelwasserstoff ansteigt; zugleich bildet sich authigener Eisensulfid (Pyrit).

Fehlanwendung

Jede Sedimentschicht mit Sulfidmineralen als Sulfatreduktionszone zu bezeichnen, ohne Porenwasser-Sulfatgradienten oder mikrobielle Aktivität zu prüfen; so können relictische Mineralbildung oder lateraler Sulfidtransport fälschlich als aktive in situ-Sulfatreduktion interpretiert werden.

Konsequenz

Die korrekte Bestimmung sagt H2S-Produktion, Bildung von Metallsulfiden, Verbrauch organischen Kohlenstoffs und einen starken Einfluss auf Spurenelementmobilität und frühe diagenetische Verläufe in Sedimenten sowie auf die Chemie des überlagernden Wassers voraus.

Umkehrung

Eine oxidierende oder nitratdominierte Zone oberhalb der Sulfatreduktionszone, in der Sauerstoff oder Nitrat weiterhin der dominante Elektronenakzeptor ist und reduzierter Schwefel rasch wieder zu Sulfat oder Zwischenprodukten oxidiert wird.

Abgrenzung

Gilt für Sedimentumgebungen mit ausreichend Sulfat im Porenwasser und oxischen Bedingungen, die fehlen oder gering sind; schließt tiefe Sedimente unterhalb der Sulfat‑Methan‑Transition, in denen Sulfat erschöpft ist, aus und schließt chemische Sulfidbildung ohne mikrobiellen Beitrag aus.

Semantische Spannung

Grenzt an die anaerobe Oxidation von Methan/SR‑Schnittstellen: Beide produzieren Sulfid, unterscheiden sich jedoch durch Methanverbrauch und Kohlenstoffquelle; unterscheidet sich auch von allein mineralogisch oder durch einzelne Redox‑Proxys definierten Zonen.

Synthese

Die Sulfatreduktionszone ist das Sedimenttiefenintervall, in dem mikrobielle Sulfatreduktion die Redoxchemie und den Schwefelkreislauf steuert; sie ist durch labiles organisches Substrat, niedrigen Sauerstoff, abnehmendes Sulfat und zunehmendes Sulfid gekennzeichnet und führt zu vorhersehbaren diagenetischen Konsequenzen, unterscheidbar von angrenzenden oxischen oder methanogenen Horizonten.