Tiefseequellen Lost City - das Labor des Lebens

In den Tiefen des Atlantiks liegt Lost City, eine bizarre Welt aus hoch aufragenden Kalksteinen. Chemische Reaktionen produzieren dort Kohlenwasserstoffe, die Grundbausteine des Lebens. Hier, so vermuten Forscher, könnte einst das irdische Leben entstanden sein.


3700 Kilometer östlich von Florida, in fast 800 Metern Tiefe, gibt es eine fremdartige Welt auf dem Boden des Atlantiks: Lost City, die verlorene Stadt, nennen die Wissenschaftler die im Jahr 2000 entdeckte bizarre Landschaft aus weißlichen, bis zu 60 Meter hohen Kalksteinfelsen. Forscher vermuten, dass an Orten wie diesem einst das Leben auf der Erde entstanden sein könnte - und haben dafür jetzt neue Indizien gefunden.

In Lost City gibt es hydrothermale Quellen, aus denen bis zu 90 Grad heißes Wasser entweicht. Damit ist es bei weitem kälter als das 400 Grad heiße Wasser der Schwarzen Raucher - anderen Tiefsee-Quellen, die ihre Farbe Eisen- und Schwefel-Verbindungen verdanken, die wie dunkler Rauch aussehen.

Ein Team um Giora Proskurowski von der University of Washington hat Lost City untersucht und herausgefunden, dass hier unentwegt reiner Wasserstoff und Kohlenwasserstoff-Verbindungen wie beispielsweise Methan in die Ozeane entweichen - bis zu 100 Mal so viel wie bei den Schwarzen Rauchern. Lost City könnte eine Brutstätte des Lebens sein, so glauben die Forscher, weil hier die Kohlenstoffwasserstoff-Verbindungen neu hergestellt werden.

Kam das Leben aus dem Ozean statt aus dem All?

Entscheidend dabei ist, dass der Kohlenstoff nicht aus dem Kohlendioxid des Meerwassers - und damit letztlich aus der Atmosphäre - stammt. Er wird aus Erdmantel-Gestein freigesetzt, das den Meeresboden durchstoßen hat. Zudem entstehen in Lost City noch komplexere Kohlenwasserstoff-Verbindungen als bei den Schwarzen Rauchern, schreiben Proskurowski und seine Kollegen im Fachmagazin "Science".

Die Forscher glauben, dass die ersten irdischen Lebensformen an diesen hydrothermalen Quellen entstanden sind und nicht etwa an Bord von Meteoriten auf die Erde gelangten, wie Anhänger der Panspermie-Theorie glauben. "Die Produktion von Kohlenwasserstoffen war der allererste Schritt, sonst wäre die Erde leblos geblieben", meint Proskurowski.

Beim Kontakt des Erdmantel-Gesteins mit Meerwasser kommt es zu chemischen Reaktionen. Die Folge: Natürliches Kohlendioxid, das im Inneren des Gesteins eingeschlossen ist, entweicht. Deborah Kelley, die ebenfalls an der Forschungsarbeit beteiligt war, konnte anhand von Messungen belegen, dass die Menge des Kohlenstoffs in den entstehenden Kohlenwasserstoffen ungefähr der Menge des Kohlendioxids entspricht, welches das Gestein permanent verliert. Die hohen Kalkstein-Türme sind eine Folge dieses Prozesses: Der frei gewordene Kohlenstoff aus dem Gestein türmt sich als Kalkstein wieder auf.

Gibt es viele Lost Citys?

Bei den chemischen Reaktionen des Gesteins mit dem Wasser entsteht auch die Wärme, die das Wasser auf bis zu 90 Grad aufheizt. Schwarze Raucher werden viel heißer, weil dort Wasser durch direkten Kontakt mit heißem Magma aus dem Erdinnern erhitzt wird.

Aus Kohlenwasserstoffen setzen sich alle wichtigen Moleküle des Lebens zusammen: Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, sind Kohlenwasserstoffe in Verbindung mit Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefel-Atomen. Fette sind langkettige Kohlenwasserstoffe, aus denen die Membranen aller Zellen aufgebaut sind.

Laut Kelley ist an Lost City auch außergewöhnlich, dass hier noch weitere chemische Produkte gebildet werden, die bei der Entstehung des Lebens eine wichtige Rolle gespielt haben könnten: Acetate und Formate - also Verbindungen aus Essig- und Ameisensäure - sowie basische Verbindungen. Letztere machen das Wasser in Lost City teilweise so ätzend wie Reinigungsmittel. Im Unterschied zu den Schwarzen Rauchern, wo das Umfeld sauer und nicht basisch ist, gedeihen in Lost City auch andere Mikroorganismen, die an dieses basische Umfeld angepasst sind. Sie nutzen den frisch produzierten Wasserstoff und das Methan als Energiequelle.

Noch hat niemand ein zweites Lost City gefunden. Aber Kelley glaubt, dass es noch viele solcher Orte gibt, wo Erdmantel-Gestein in direkten Kontakt mit Meerwasser kam. Womöglich, so die Forscherin, ist das in den Ozeanen der jungen Erde noch viel häufiger passiert.

lub



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