Sauerstoff aus der TiefseeSensationsfund in der Tiefe! Wissenschaftler stehen vor einem Rätsel

Sauerstoff ohne Photosynthese?

Wie Sauerstoff entsteht, weiß eigentlich jeder aus der Schule: Pflanzen verwandeln Wasser und Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff. Photosynthese nennt sich der Vorgang. Dafür ganz wichtig: Licht! Dass Sauerstoff auch an Orten ohne Licht entsteht, würde man deshalb also nicht vermuten. Genau das haben Forscher jetzt aber entdeckt: Mitten in der Tiefsee liegen Knollen, die ihren Messungen zufolge Sauerstoff produzieren. Das Besondere: Diese Knollen sind keine Pflanzen, sondern bestehen aus Metall.

Die Knollen, die etwa so groß sind wie Kartoffeln, findet man in der Tiefsee in 3.000 bis 6.000 Meter Tiefe. Sie bestehen aus mehreren Metallen, vorwiegend aber aus Mangan und Eisen. Deswegen sind die Knollen auch sehr begehrt: Die Metalle sind wertvoll und werden beispielsweise für den Bau von Batterien oder Elektrofahrzeugen gebraucht.

So produzieren die Knollen Sauerstoff

Die Entdeckung, dass die Knollen Sauerstoff produzieren, machte ein internationales Forscherteam um den Tiefseeökologen Andrew Sweetman zufällig: Eigentlich wollten sie erforschen, wie viel Sauerstoff die Lebewesen in der Tiefsee verbrauchen, stattdessen zeigten ihre Messungen aber immer wieder einen Anstieg an. Nachdem das Team einen Irrtum oder fehlerhafte Messungen ausschließen konnte, stand fest: Die Knollen produzieren diesen Sauerstoff. Aber wie?

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Viele Versuche, sowohl in der Tiefsee als auch im Labor, lassen die Vermutung zu, dass der Sauerstoff durch Wasserelektrolyse entsteht. Das funktioniert vereinfach gesagt so: Energie – also Elektrizität – wird ins Wasser hinzugegeben, dadurch teilt sich das Wasser in seine Bestandteile, also in Wasserstoff und Sauerstoff, auf. Bestimmte metallische Stoffe können Elektrizität erzeugen, wenn Salzwasser darüber läuft. Das ist bei den Manganknollen wahrscheinlich der Fall. Sweetmans Kollege Franz Geiger vom Northwestern’s Weinberg College of Arts and Sciences hat die Knollen im Labor untersucht. Dabei wurden bei einigen Knollen bis zu 0,95 Volt Spannung auf der Oberfläche gemessen. „Und man muss bedenken, dass sie dort unten nicht allein liegen“, sagte Geiger dem Stern. „Wenn man eine Neun-Volt-Batterie nimmt und die in Serie setzt mit einer zweiten, dann kommen am Ende 18 Volt raus. In der Tiefsee sind gigantische Felder dieser Knollen, die sich über Hunderte Kilometer erstrecken.“

Das bedeutet die Entdeckung für die Entstehung des Lebens

Bisher wird davon ausgegangen, dass komplexes, auf Sauerstoff basierendes Leben auf der Erde erst möglich war, als die ersten Organismen durch Photosynthese dafür gesorgt haben, dass der Sauerstoffgehalt steigt. Die neusten Erkenntnisse um die Manganknollen stellen das aber infrage: Es könnte auch sein, dass Metallknollen tief im Meer dafür gesorgt haben, dass sauerstoffbasiertes Leben möglich wurde. Die Ergebnisse des Forschungsteams müssen jetzt noch weiter bestätigt werden. Sollten diese neuen Theorien stimmen, dann hat das Folgen – auf den Abbau der Metallknollen für die Industrie und auf die Erklärung, wie das Leben auf unserem Planeten entstanden ist. (iga)