In der pechschwarzen Tiefe des Pazifischen Ozeans haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Sauerstoff nicht von lebenden Organismen, sondern von seltsamen, kartoffelförmigen Metallbrocken produziert wird, die fast so viel Elektrizität abgeben wie AA-Batterien.
Die Forscher, die die Studie durchgeführt haben, sagten am Montag, dass diese überraschende Entdeckung viele potenzielle Auswirkungen haben könnte und sogar ein Umdenken darüber erfordern könnte, wie das Leben auf der Erde entstand.
Man ging davon aus, dass nur Organismen wie Pflanzen und Algen in der Lage seien, Sauerstoff durch Photosynthese zu produzieren – wozu Sonnenlicht erforderlich ist.
Aber vier Kilometer (2,5 Meilen) unter der Oberfläche des Pazifischen Ozeans, wo das Sonnenlicht nicht hinkommt, wurden zum ersten Mal winzige Mineralablagerungen, sogenannte polymetallische Knötchen, registriert, die sogenannten dunklen Sauerstoff produzieren.
Die Entdeckung wurde in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) gemacht, einer Tiefseeebene zwischen Hawaii und Mexiko, wo Bergbauunternehmen mit der Knollenernte beginnen wollen.
Die klumpigen Knollen – oft „Batterien im Gestein“ genannt – sind reich an Mineralien wie Kobalt, Nickel, Kupfer und Mangan, die alle in Batterien, Smartphones, Windmühlen und Sonnenkollektoren verwendet werden.
Ein internationales Wissenschaftlerteam schickte ein kleines Schiff auf den Grund der Clarion-Clipperton-Region mit dem Ziel herauszufinden, wie sich der Bergbau auf seltsame und wenig verstandene Tiere auswirken könnte, die dort leben, wo das Licht nicht hinkommt.
„Wir haben versucht, die Geschwindigkeit zu messen, mit der der Meeresboden Sauerstoff verbraucht“, sagte Andrew Sweetman, der leitende Forscher der Studie von der Scottish Marine Science Society, gegenüber AFP.
Dazu verwendeten sie eine sogenannte Benthikkammer, in der große Mengen Sediment gesammelt wurden.
Die in der Kammer eingeschlossene Sauerstoffmenge „nimmt normalerweise ab, da sie von Organismen beim Atmen verbraucht wird“, sagte Sweetman.
Doch dieses Mal geschah das Gegenteil, da die Sauerstoffmenge zunahm. Dies sollte nicht in völliger Dunkelheit passieren, wo es keine Photosynthese gibt.
Das war so schockierend, dass die Forscher zunächst dachten, ihre Unterwassersensoren könnten defekt sein. Also brachten sie einige Knoten zurück zu ihrem Schiff, um den Test zu wiederholen. Und wieder nahm die Sauerstoffmenge zu.
Dann bemerkten sie, dass die Knötchen eine erstaunliche elektrische Ladung trugen.
Das Team habe auf der Oberfläche der Knötchen „erstaunlich hohe Spannungen gefunden, die fast denen einer AA-Batterie entsprechen“, sagte Sweetman. Diese Ladung kann Meerwasser in einem Prozess namens Meerwasserelektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, sagten die Forscher.
Diese chemische Reaktion findet bei etwa 1,5 Volt statt – das entspricht in etwa der Ladung einer AA-Batterie.
Nicholas Owens, Direktor der American Oceanographic Society, sagte, die Entdeckung sei „eine der aufregendsten Entdeckungen in der Meereswissenschaft der letzten Zeit“.
Er fügte hinzu, dass die Entdeckung von Sauerstoff, der außerhalb der Photosynthese produziert wird, „ein Umdenken erfordert, wie die Entwicklung des komplexen Lebens auf dem Planeten zustande kam.“
„Die herkömmliche Ansicht ist, dass Sauerstoff erstmals vor etwa drei Milliarden Jahren von alten Mikroben namens Cyanobakterien produziert wurde und dass sich danach allmählich komplexes Leben entwickelte“, sagte Owens.
Sweetman sagte, die Entdeckung des Teams zeige, dass „das Leben möglicherweise irgendwo anders als auf der Erde begonnen hat“.
„Wenn dieser Prozess auf unserem Planeten stattfindet, könnte er dann dazu beitragen, sauerstoffreiche Lebensräume auf anderen Meereswelten wie Enceladus und Europa zu schaffen und die Möglichkeit für die Existenz von Leben zu bieten?“
die Studie, Veröffentlicht in Nature GeoscienceDas Projekt wurde teilweise von der kanadischen The Metals Company finanziert, die nächstes Jahr mit der Gewinnung von Knollen im Clarion-Clint-Gebiet beginnen will.