Neue Sauerstoffquelle auf dem Grund des Pazifischen Ozeans entdeckt, die den Ursprung des Lebens in Frage stellt
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler im tiefen Nordpazifik eine Quelle von "dunklem Sauerstoff" entdeckt, die weitreichende Auswirkungen auf die Erforschung der Ursprünge des Lebens auf der Erde hat.
Forscher, die die Clarion-Clipperton-Zone (CCZ), eine wichtige Region des Nordpazifiks, untersuchen, haben weltweit zum ersten Mal entdeckt, dass die polymetallischen Knollen in dieser Zone ihren eigenen Sauerstoff, den so genannten "dunklen Sauerstoff", produzieren.
Die Entdeckung, dass es neben der Photosynthese noch eine weitere Sauerstoffquelle auf unserem Planeten gibt, hat wichtige Auswirkungen, die dazu beitragen könnten, die Ursprünge des Lebens zu entschlüsseln. Dies wurde kürzlich in einem Artikel in der Zeitschrift Nature Geoscience bekannt gegeben.
Die Entdeckung des "dunklen Sauerstoffs
Die CCZ ist eine tiefe Region, in die das Sonnenlicht nicht vordringt, und reich an polymetallischen Knollen: kartoffelförmige Gesteine, die reich an Mangan, Kobalt, Nickel und Kupfer sowie an seltenen Erden wie Cer sind. Diese Knollen produzieren den Forschern zufolge in völliger Dunkelheit und ohne Beteiligung lebender Organismen Sauerstoff, was die Forscher überrascht hat. "Dies stellt alles in Frage, was wir über die Entstehung von Leben auf der Erde wissen", erklärten sie in einer Erklärung.
Zunächst bemerkten die Forscher konstante Sauerstoffemissionen und nahmen Proben von Sedimenten, Meerwasser und polymetallischen Knollen, um genau zu verstehen, wie sie sich bildeten. Mithilfe von Sensorexperimenten schlossen sie biologische Prozesse aus und konzentrierten sich auf die Knollen als Quelle des Phänomens.
Die Analyse deutet darauf hin, dass die Knollen Sauerstoff durch Elektrolyse produzieren, bei der Meerwasser in Gegenwart einer elektrischen Ladung in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Diese Ladung könnte von der elektrischen Potenzialdifferenz zwischen den Metallionen im Inneren der Knollen herrühren, was zu einer Umverteilung von Elektronen führt.
"Als wir diese Daten zum ersten Mal erhielten, dachten wir, die Sensoren seien defekt, weil bei allen Untersuchungen des Meeresbodens nur Sauerstoff verbraucht und nicht produziert worden war. Aber als die Instrumente immer wieder die gleichen Ergebnisse anzeigten, wussten wir, dass wir etwas Innovativem und Undenkbarem auf der Spur waren", so Andrew Sweetman, Hauptautor der Studie.
"Wir wissen jetzt, dass Sauerstoff auf dem Meeresgrund produziert wird, wo es kein Licht gibt. Ich denke daher, dass wir Fragen wie die nach dem Ursprung des aeroben Lebens neu überdenken müssen", fügte Sweetman hinzu.
Wie sieht es in der Region Clarion-Clipperton aus?
Dieses Meeresgebiet ist etwa doppelt so groß wie Mexiko und erstreckt sich zwischen der Küste Mexikos und Hawaiis. Der Name kommt von seiner Grenze im Norden mit der Clarion-Insel und im Süden mit der Clipperton-Insel.
Es ist eine dunkle Region mit Temperaturen unter 2 °C und einem Druck, der 400 Mal so hoch ist wie der Oberflächendruck. Und es wimmelt von Leben: Es gibt Fische, Seeigel, Seegurken, Sterne, Schwämme, Anemonen, Würmer, Krebstiere und Korallen. Seine Topographie ist bergig.
Tatsächlich könnte die CCZ ein Gebiet sein, in dem Bergbauunternehmen Polymetallknollen abbauen könnten, die für die Herstellung von Elektrofahrzeugen, Solarpanelen, Windturbinen und Energiespeicherbatterien verwendet werden. Mit der Erkundung wurde jedoch noch nicht begonnen, da die Internationale Meeresbodenbehörde (ISA) noch an den Vorschriften arbeitet. Wissenschaftler und Meeresschützer haben vor den ökologischen Auswirkungen gewarnt, die der Tiefseebergbau haben kann.
Quellenhinweis:
- Sweetman, A. K. et al. Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor. Nature Geoscience, 2024.