Metallische Kieselsteine, Knollen in der Größe von Kartoffeln, bedecken den Boden des Pazifischen Ozeans. Doch was überrascht, ist ihre Fähigkeit, in völliger Dunkelheit Sauerstoff zu produzieren, ohne die Hilfe eines lebenden Organismus, wie eine neue Studie zeigt.
Polymetallknollen haben sich vor Millionen von Jahren gebildet und wachsen mit einer Rate von 2 Millimetern pro Million Jahre.
Bildnachweis: DeepCCZ expedition
Die Entdeckung von ohne biologische Intervention produziertem Sauerstoff, genannt "dunkler Sauerstoff", stellt das bisherige Wissen über die Entstehung des Lebens auf der Erde in Frage. Die Forscher dachten zunächst an einen Defekt der Sensoren, die normalerweise einen Sauerstoffverbrauch in der Tiefsee feststellen.
Andrew Sweetman, Leiter der Studie und Professor an der Scottish Association for Marine Science (SAMS), erklärte, dass ihre Instrumente hartnäckig die Sauerstoffproduktion aufzeigten. Die Ergebnisse, veröffentlicht in
Nature Geoscience, weisen darauf hin, dass diese Knollen im Nordpazifik Sauerstoff durch Elektrolyse von Meerwasser aufgrund eines elektrischen Potentials zwischen den Metallionen erzeugen.
Die abyssalen Ebenen, die sich in einer Tiefe von 3000 bis 6000 Metern befinden, sind reich an diesen Knollen, die hauptsächlich aus Eisen- und Manganoxiden, aber auch aus Kobalt, Nickel, Lithium und seltenen Erden wie Cer bestehen, die für elektronische Technologien und eine geringe CO₂-Bilanz unerlässlich sind.
Sweetman und sein Team untersuchten ursprünglich die potenziellen Auswirkungen des Abbaus dieser Knollen in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ), die sich über 4,5 Millionen Quadratkilometer zwischen Hawaii und Mexiko erstreckt. Die mit experimentellen Kammern durchgeführten Sauerstoffmessungen zeigten konstante Emissionen vom Meeresboden, die der Erwartung einer Abnahme des Sauerstoffs mit zunehmender Tiefe widersprachen.
Polymetallknollen sind Aggregate aus Eisen- und Manganoxiden, die auch wertvolle Metalle wie Kobalt und seltene Erden enthalten.
Bildnachweis: NOAA Office of Ocean Exploration and Research, 2019 Southeastern U.S. Deep-sea Exploration
Diese Entdeckung stellt die Vorstellung in Frage, dass terrestrischer Sauerstoff ausschließlich aus der Photosynthese stammt, und wirft neue Fragen zur Entstehung des Lebens vor etwa 3,7 Milliarden Jahren auf. Wenn Leben Sauerstoff benötigt, um zu beginnen, bietet diese abgrundtiefe Produktion eine neue Perspektive auf mögliche Orte der Entstehung aeroben Lebens.
Schließlich weckt diese Enthüllung Besorgnisse über den Abbau von Polymetallknollen. Diese "natürlichen Batterien" könnten für das Ökosystem der Tiefsee von entscheidender Bedeutung sein, und ihre Extraktion könnte erhebliche ökologische Auswirkungen haben.
Quelle: Nature Geoscience