Ganz ohne Fotosynthese: Forscher finden unerwartete Sauerstoffquelle

Eine sensationelle Entdeckung in der Tiefsee stellt eine etablierte wissen­schaft­liche Annahme infrage: Der für das Leben notwendige Sauerstoff kommt nicht komplett aus pflanzlicher Fotosynthese, es gibt auch eine andere Quelle.

Knollen machen Elektrolyse

Erst waren es einfache Algen, später dann auch komplexere Pflanzen, die die Erdatmosphäre vor hunderten Millionen bis Milliarden Jahren mit Sauerstoff anreicherten und so letztlich eine entscheidende Grundlage für das Leben in seiner heutigen Form legten. Nun zeigt sich aber, dass es durchaus auch andere Quellen für das wichtige Gas gibt.

Bisher nahm man an, dass die Tiefsee, in die kein Licht durchdringt, vor allem durch die Wasser-Zirkulation mit Sauerstoff versorgt wird. Das ist aber nicht der Fall. Metallhaltige Gesteinsknollen in 4000 Metern Tiefe im Pazifik erzeugen ebenfalls Sauerstoff - ganz ohne Licht. Dieser natürliche Prozess, der Sauerstoff durch Elektrolyse von Meerwasser freisetzt, wurde erstmals in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) dokumentiert, einem Gebiet, das für den Tiefseebergbau erkundet wird.


Die Entdeckung wurde von Andrew Sweetman, Professor an der Scottish Association for Marine Science (SAMS), gemacht. Sein Team untersucht jetzt in einem dreijährigen Forschungsprojekt, ob dieser sogenannte "dunkle Sauerstoff" auch in anderen Teilen der CCZ produziert wird. "Diese Entdeckung hat unser Verständnis der Tiefsee und möglicherweise des Lebens auf der Erde revolutioniert", sagte Sweetman. Das Projekt nutzt spezialisierte Sensoren, um die Mechanismen hinter der Sauerstoffproduktion zu entschlüsseln.

Die CCZ ist bekannt für metallhaltige Knollen, die über Millionen Jahre entstanden sind und eine zentrale Rolle in grünen Technologien spielen. Diese Knollen setzen bei Kontakt mit Wasser elektrische Ladungen frei, die es ermöglichen, Sauerstoff und Wasserstoff zu trennen. Die Frage, ob mikrobielle Prozesse hierbei eine Rolle spielen, steht ebenfalls im Fokus der Untersuchung.

Das öffnet Türen

Ähnliche Sauerstoffphänomene wurden auch an anderen lichtlosen Orten entdeckt. Emil Ruff, Mikrobiologe am Marine Biological Laboratory in den USA, fand in Alberta, Kanada, Sauerstoff in Grundwasser, das seit über 40.000 Jahren von der Atmosphäre isoliert ist. In diesem Fall waren es Mikroben, die Sauerstoff durch chemische Reaktionen erzeugten, indem sie Nitrite abbauten. Der Maßstab ist hier aber deutlich geringer als bei den Tiefsee-Knollen.

Die Entdeckung von "dunklem Sauerstoff" könnte nicht nur unser Verständnis der Tiefsee, sondern auch die Suche nach Leben außerhalb der Erde beeinflussen. "Die Natur überrascht uns immer wieder", so Ruff. "Was als unmöglich galt, erweist sich oft als real." Sweetman plant, die chemischen Signaturen des durch Mikroben, Radiolyse oder Elektrolyse erzeugten Sauerstoffs zu vergleichen. Das könnte helfen, den Ursprung dieser Prozesse besser zu verstehen. "Wir stehen erst am Anfang, die Mechanismen vollständig zu entschlüsseln", betonte er.


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