Blitze und die Entstehung des Lebens auf der Erde

Wie entstand eigentlich das frühe Leben auf der Erde? Eine neue Studie von Forschern in Yale und der University of Leeds behauptet, Blitze, Milliarden über Milliarden, die über eine Milliarde Jahre hinweg auftraten, könnten die Funken des Lebens auf der frühen Erde geliefert haben. Eine neue Studie von Forschern in Yale und der University of Leeds behauptet, dass diese Blitze Zeit den Phosphor freisetzten, der für die Bildung von Biomolekülen notwendig war, die die Grundlage des Lebens auf dem Planeten bildeten.


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Spontan fällt mir Stanley Miller ein, der 1953 im  Miller-Urey-Experiment die Bedingungen der Uratmosphäre im Labor simulierte und durch Blitze Aminosäuren – die Bausteine des Lebens – erzeugen konnte (siehe auch diesen SZ-Artikel). Die neue Studie der Forscher aus Yale und der University of Leeds bringt nun neue Erkenntnisse.

Die Blitz-Theorie zur Entstehung des Lebens hat nun neue Nahrung bekommen. „Diese Arbeit hilft uns zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde gebildet haben könnte und wie es sich auf anderen, erdähnlichen Planeten immer noch bilden könnte“, sagt der Hauptautor Benjamin Hess, ein Doktorand am Department of Earth & Planetary Sciences in Yale. Zum Teil beginnt es mit Phosphor, sagte Hess. Denn Phosphor ist eine Schlüsselkomponente, die für die Entstehung von Leben notwendig ist – aber er war auf der Erde vor Milliarden von Jahren nicht leicht zugänglich.

Phosphor, der Baustein des Lebens

Die meiste Zeit war Phosphor fest in unlöslichen Mineralien auf der Erdoberfläche eingeschlossen. Die Frage, die sich die Forscher stellten, war: Wie kam der Phosphor auf der Erde in eine brauchbare Form, um bei der Bildung von DNA, RNA und anderen für das Leben notwendigen Biomolekülen zu helfen?

Die Wissenschaftler untersuchten zunächst Meteoriten. Die Idee war, dass Meteoriten, die das wasserlösliche Phosphormineral Schreibersit enthalten, mit ausreichender Häufigkeit auf der Erdoberfläche einschlugen, um die notwendigen Bedingungen für biologisches Leben zu schaffen. Der Nachteil der Meteoritentheorie hatte jedoch mit der Häufigkeit zu tun. Während des Zeitraums, in dem das Leben vermutlich begann, also vor 3,5 bis 4,5 Milliarden Jahren, sank die Häufigkeit von Meteoritenkollisionen auf der Erde stark ab.

Blitze erzeugen den Phosphor

Aber es gab noch eine andere Quelle für den Phosphor, der im Schreibersit gefunden wurde. Laut Hess findet sich Schreibersit auch in bestimmten Gläsern – den sogenannten Fulguriten -, die sich bei Blitzeinschlägen im Boden bilden. Das Glas enthält einen Teil des Phosphors aus dem Oberflächengestein, allerdings in löslicher Form.

Blitze
Quelle: Pixabay, freie Nutzung (CC0)

Anhand von Ergebnissen aus Computermodellen schätzten Hess und die Co-Autoren Sandra Piazolo und Jason Harvey von der University of Leeds, dass es auf der frühen Erde jährlich 1 bis 5 Milliarden Blitze gab (im Vergleich zu etwa 560 Millionen Blitzen pro Jahr heute). Von diesen frühen Blitzen würden jährlich zwischen 100 Millionen und 1 Milliarde in den Boden einschlagen. Das würde nach einer Milliarde Jahren 0,1 bis 1 Quintillion Blitze ergeben – und eine ganze Menge verwertbaren Phosphors.


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Die Blitzschlag-Theorie hat auch noch andere Vorteile, so die Forscher. Erstens wäre die jährliche Zahl der Blitzeinschläge konstant geblieben, im Gegensatz zur Zahl der Meteoritenkollisionen. Darüber hinaus waren Blitzeinschläge wahrscheinlich am häufigsten auf Landmassen in tropischen Regionen, die konzentriertere Gebiete mit nutzbarem Phosphor bieten. „Das macht Blitzeinschläge zu einem bedeutenden Weg zum Ursprung des Lebens“, sagte Hess.

Die neue Studie erscheint in der Zeitschrift Nature Communications.  Ein deutschsprachiger Artikel, der die Ergebnisse der Studie aufbereitet, ist hier zu finden. Weitere Berichte auf Deutsch gibt es hier, hier und hier.  (via)


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