Im Herzen der Ozeane, in völliger Dunkelheit, könnte der Schlüssel zu einem der größten Kapitel unserer Geschichte liegen: die Entstehung des Lebens. Weit entfernt von der Oberfläche und dem Sonnenlicht könnten unwahrscheinliche chemische Reaktionen, angetrieben von der Hitze aus der Tiefe, die ersten wesentlichen Bausteine für die Existenz geschaffen haben.
Wissenschaftler der Universität von Alberta haben Proben der ozeanischen Kruste untersucht, die im Südchinesischen Meer entnommen wurden. Ihre Arbeit zeigt Spuren einer Umwandlung von Stickstoff in nutzbare Verbindungen – und das ganz ohne die Hilfe lebender Organismen. Diese Reaktion, katalysiert durch Mineralien, erzeugte unter anderem Ammonium, ein unverzichtbares Molekül für den Aufbau komplexerer organischer Strukturen.
Hydrothermale Schornsteine in der Tiefsee könnten über mineralische Reaktionen Nährstoffe geliefert haben. Bild Wikimedia
Diese Entdeckung hilft besser zu verstehen, wie die Anfänge des Lebens ohne Sonnenlicht entstehen konnten. Hydrothermale Quellen, reich an Mineralien und thermischer Energie, boten einen idealen Rahmen. Die Produktion von Ammonium aus dem umgebenden Stickstoff hätte somit eine wichtige Lücke in den Szenarien für die Entstehung des Lebens geschlossen.
Darüber hinaus stellte die Identifizierung dieses Phänomens in seiner natürlichen Umgebung eine technische Herausforderung dar. Die heutige biologische Aktivität verändert nämlich die Stickstoffsignatur im Meerwasser. Durch die Analyse tief vergrabener Gesteine gelang es dem Team, geochemische Marker zu isolieren, die für einen nicht-biologischen Prozess spezifisch sind, und so Störungen durch das heutige Leben zu vermeiden.
Diese in Zusammenarbeit mit dem Institut für Ozeanographie des Südchinesischen Meeres durchgeführte und in Nature Communications veröffentlichte Studie legt nahe, dass die erforderlichen Bedingungen in den alten Ozeanen wahrscheinlich häufig vorkamen. Der Prozess wäre demnach nicht nur eine Randnotiz gewesen, sondern könnte in sehr großem Maßstab gewirkt haben.
Während die junge Sonne weniger energiereich war, sagen Klimamodelle einen vollständig vereisten Planeten voraus. Geologische Daten, die jedoch auf sehr frühe flüssige Ozeane hinweisen, widersprechen dieser Hypothese. Die Produktion bestimmter Gase durch hydrothermale Systeme könnte zur Erwärmung der Atmosphäre beigetragen und die Umwelt gastfreundlicher gemacht haben.