Eine der grundlegendsten Annahmen über die Entstehung des Lebens auf der Erde ist, dass Sauerstoff nur durch Sonnenlicht und Photosynthese produziert werden kann. Es wird angenommen, dass Sauerstoff, der sich dank Pflanzen, Algen und Cyanobakterien in der Atmosphäre angesammelt hat, den Weg für komplexes Leben ebnete. Aus diesem Grund wurde bisher eine fast untrennbare Verbindung zwischen Sauerstoffproduktion und Licht hergestellt. Doch in den letzten Jahren rütteln Funde aus der Tiefsee an diesem etablierten Verständnis.
Dieses in der wissenschaftlichen Welt als „dunkler Sauerstoff“ bezeichnete umstrittene Phänomen sorgte erstmals mit einer 2024 veröffentlichten Studie für großes Aufsehen. Nun bereiten sich Wissenschaftler darauf vor, eine der bisher umfassendsten Tiefseemissionen zu starten, um diese Behauptung eindeutig zu bestätigen oder zu widerlegen.
Zwei Spezial-Tauchboote zur Untersuchung von dunklem Sauerstoff entwickelt
Ein Team unter der Leitung von Professor Andrew Sweetman von der Scottish Association for Marine Science (SAMS) hat zwei spezielle Tiefseefahrzeuge entwickelt, die in eine Tiefe von etwa 11 Kilometern im Pazifischen Ozean vordringen werden. Diese Tiefsee-Plattformen namens „Alisa“ und „Kaia“ sind so konstruiert, dass sie dem etwa 1200-fachen des Oberflächendrucks standhalten können. Das auf drei Jahre angelegte Projekt wird von der in Japan ansässigen Nippon Foundation mit 2 Millionen Pfund unterstützt.
Sweetmans 2024 in Nature Geoscience veröffentlichte Arbeit legte nahe, dass polymetallische Knollen am Meeresboden, die die Größe von Kartoffeln erreichen können, ohne Sonnenlicht Sauerstoff produzieren können. Es wurde behauptet, dass diese Knollen das Meerwasser durch einen natürlichen Elektrolyseprozess in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Sollte dies zutreffen, könnte dies nicht nur für marine Ökosysteme, sondern auch für Theorien über den Ursprung des Lebens eine ernsthafte Revision bedeuten.
Zweifel an den Ergebnissen von 2024
Es muss jedoch erwähnt werden, dass diese Ergebnisse seit ihrer Veröffentlichung auf starken Widerstand stießen. Einige Wissenschaftler argumentierten, dass in den Messgeräten eingeschlossene Luftblasen die Ergebnisse verfälscht haben könnten. Sweetman hingegen zeigt sich von der Entdeckung überzeugt. Er betont, dass das Team dieselben Messgeräte seit etwa 20 Jahren verwendet und bisher bei keiner Mission ein durch Luftblasen verursachter Fehler aufgetreten sei. Er hebt hervor, dass bei 90 Prozent der 65 Experimente in der Clarion-Clipperton-Zone eine Sauerstoffproduktion beobachtet wurde.
Ein weiteres interessantes Detail ist, dass das kanadische Tiefsee-Bergbauunternehmen The Metals Company, das Sweetmans Forschung anfangs unterstützte, später einen Artikel veröffentlichte, der den Ergebnissen widersprach. Laut dem Unternehmen wurde der gefundene Sauerstoff wahrscheinlich von der Oberfläche transportiert. Sweetman weist an dieser Stelle darauf hin, dass wirtschaftliche Interessen die wissenschaftliche Debatte überschatten könnten.
Entdeckung von dunklem Sauerstoff könnte die NASA inspirieren
Die Clarion-Clipperton-Zone, auf die sich die Forschung konzentriert, umfasst ein riesiges Gebiet zwischen Hawaii und Mexiko. Es wird geschätzt, dass sich in dieser Region etwa 21 Milliarden Tonnen polymetallische Knollen befinden. Diese Knollen, die reich an Mangan, Nickel, Kobalt und Kupfer sind, sind für Batterien von Elektrofahrzeugen und grüne Technologien von entscheidender Bedeutung. Daher bereiten sich viele Unternehmen auf den kommerziellen Bergbau vor.
Sollte „dunkler Sauerstoff“ jedoch tatsächlich ein grundlegender Bestandteil von Tiefsee-Ökosystemen sein, könnte der Abbau dieser Knollen zu einer weitaus größeren ökologischen Katastrophe führen. Von Mikroorganismen bis hin zu Meerestieren könnten viele Lebewesen von diesen Sauerstoffquellen abhängig sein.
Im Rahmen der neuen Mission werden Alisa und Kaia den Sauerstofffluss, die elektrische Aktivität um die Knollen und pH-Wert-Änderungen messen. Gleichzeitig werden Sedimentproben und Wasserproben entnommen. Die erste Expedition soll im Mai beginnen, erste Ergebnisse werden für Juni erwartet. Während das Projekt offiziell im Rahmen der UN-Ozeandekade der UNESCO unterstützt wird, zeigt sich auch die NASA stark an den Ergebnissen interessiert. Denn die Idee der Sauerstoffproduktion ohne Licht könnte nicht nur das Leben auf der Erde, sondern auch die Möglichkeiten für Leben auf anderen Planeten neu definieren.
Kurz gesagt: Sollte sich die Behauptung des „dunklen Sauerstoffs“ bestätigen, könnte dies nicht nur die Pläne für den Tiefsee-Bergbau, sondern auch viele grundlegende Annahmen in der Biologie und Astrobiologie grundlegend erschüttern.
