„Dunkler Sauerstoff“ entdeckt

Von Katharina Moser, Windhoek

Sauerstoff wird durch Photosynthese von Pflanzen hergestellt. Dass dies aber nicht der einzige Weg ist, haben Wissenschaftler der Scottish Association for Marine Science unlängst herausgefunden – und das ausgerechnet in den Tiefen des Pazifischen Ozeans, wo kein Lichtstrahl dringt.

Mithilfe von Sensoren maß das internationales Forschungsteam in der Clarion-Cliperton-Zone in 4 000 Meter Tiefe den Sauerstoffgehalt am Meeresboden unter verschiedenen Bedingungen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten unerwarteterweise, dass der Sauerstoffgehalt in einem Zeitraum von knapp zwei Tagen anstieg, wie mehrere Medien berichteten.

Doch wie kann Sauerstoffproduktion dort unten ohne Photosynthese überhaupt möglich sein? Eine potentielle Ursache für die Produktion von Sauerstoff könnten die am Meeresboden vorfindbaren Manganknollen sein. Zwischen den metallreichen Knollen entstehen elektrische Spannungen, sodass wie bei einer Batterie Strom fließen kann, berichtet der SWR. Diese elektrische Spannung könnte dafür sorgen, dass Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird – ein Vorgang, der als Wasserelektrolyse bezeichnet wird. Da in die Tiefe der Meere kein Licht vordringt, wird der nachgewiesene Sauerstoff auch als „dunkler Sauerstoff“ bezeichnet.

Entdeckung lange ignoriert

Die Entdeckung sei so erstaunlich gewesen, dass der Erstautor Andrew Sweetman, der diesen „dunklen Sauerstoff“ 2013 in der Clarion-Clipperton-Zone des Pazifischen Ozeans zum ersten Mal gemessen hatte, sie abgetan habe, so das Smithsonian Magazine. „Ich habe es einfach ignoriert, weil man mir beigebracht hatte, dass man Sauerstoff nur durch Photosynthese erhält“, erklärt Sweetman, ein Ökologe der Scottish Association for Marine Science, gegenüber Victoria Gill von BBC News. „Irgendwann wurde mir klar, dass ich diese potenziell große Entdeckung jahrelang ignoriert hatte.“

Sweetman gehörte zu einem Forschungsteam, das messen wollte, wie viel Sauerstoff von den Organismen am Meeresboden verbraucht wurde. Im Meerwasser, das er aus der Tiefe schöpfte, habe er einen Anstieg des Sauerstoffgehalts festgestellt, statt des vorhergesagten Rückgangs. Zunächst habe er gedacht, seine Sensoren seien defekt, und sie zur Neukalibrierung an den Hersteller zurückgeschickt – vier bis fünf Mal, so das Smithsonian Magazine.

Im Jahr 2021 habe sich Sweetman die Gelegenheit geboten, an dieselbe Stelle zurückzukehren, diesmal um den Meeresboden für ein Tiefseebergbauunternehmen namens Metals Company zu untersuchen. Mit einer anderen Technik habe Sweetmans Team erneut einen dramatischen Anstieg des gelösten Sauerstoffs gemessen, schreibt Allison Parshall von Scientific American. Das könnte die Forschung rund um die Entstehung von Sauerstoff und sauerstoffbasiertem Leben reformieren.

Auswirkung auf Grundwissen

Die natürlich vorkommenden Gesteinsbatterien zwängen die Wissenschaftler dazu, ihre Theorien über den Entwicklungsweg des Lebens zu erweitern, argumentiert das Smithsonian Magazine. Wissenschaftler wären bisher davon ausgegangen, dass sich komplexes Leben entwickelte, nachdem photosynthetisierende Cyanobakterien auf der frühen Erde genügend Sauerstoff erzeugt hatten. „Ich denke, wir müssen daher Fragen wie die folgenden neu überdenken: Wo könnte aerobes Leben begonnen haben?“ sagt Sweetman gegenüber Sascha Pare von Live Science. Der gleiche Prozess könnte sich auch in anderen Ozeanwelten wie Enceladus und Europa abspielen.

Die Forschungsergebnisse sind auch deshalb relevant, da die Manganknollen der Clarion-Clipperton-Zone in der Zukunft abgebaut werden sollen, um sie beispielsweise für Windräder, Solaranlagen oder Batterien von Elektroautos zu verwenden. Das ist nicht unumstritten. Mehr Forschung zur Entstehung des „dunklen Sauerstoffs" ist jedenfalls nötig, um den Prozessen auf den Grund zu gehen.