Dublin, IRLAND, 4 Mai 2016 - Ein Team von Geo-Chemikern in der Abteilung der Naturwissenschaften am Trinity College Dublin könnte eine Lösung für ein vieldiskutiertes Problem gefunden haben. Nämlich, wo - und wie - sich ursprünglich Leben auf der Erde bildete.

In einer Untersuchung, die vor kurzem in der Fachzeitschrift Geochimica et Cosmochimica Acta veröffentlicht wurde, gibt das Team zu verstehen, dass große Meteoriten und Kometen auf jene im Meer gebildete Strukturen einwirken, die für günstige Bedingungen von Lebensformen sorgten. Um die Synthese von komplexen organischen Molekülen zu ermöglichen, gab es eine Wechselwirkung zwischen Wasser und schlagerhitztem Gestein, und der geschlossene Krater selbst war ein Mikrohabitat, in dem Leben gedeihen konnte.

Es wird schon lange vorgeschlagen, dass Meteoriten- und Kometen-Materialien, die die frühe Erde bombardierten, sowohl die Rohstoffe - komplexe organische Moleküle, wie Glycin, β-Alanin, γ-Amino-n-Buttersäure und Wasser - als auch die Energien, die für die Synthese erforderlich waren, geliefert haben. Die Arbeit der Gruppe am Trinity College stellt nun die neue Hypothese zur Verfügung, dass die Einschlagskrater ideale Umgebungen waren, um Reaktionen zu ermöglichen, die die ersten "Samen des Lebens" Wurzel fassen sahen.

Erstautorin Edel O'Sullivan, jetzt eine Doktorandin in der Schweiz, sagte: "Frühere Studien, die den Lebensursprung untersuchten, haben sich auf eine Synthese in hydrothermalen Umgebungen konzentriert. Heute werden diese auf mittelozeanischen Rücken gefunden - Kennzeichen-Merkmale der Plattentektonik, die es wahrscheinlich auf der frühen Erde nicht gab. Im Kontrast dazu deuten die Ergebnisse der neuen Studie darauf hin, dass umfangreiche hydrothermale Systeme in einem geschlossenen Einschlagskrater in Sudbury, Ontario, Kanada, in Betrieb waren."

Die Forschung war Teil eines größeren Projekts, das unter der Leitung von Senior-Autor und Professor für Geologie und Mineralogie am Trinity College, Balz Kamber, von der irischen Wissenschaftsstiftung [Science Foundation Ireland] finanziert wurde.

Obwohl keine sehr alten terrestrischen Impakt-Strukturen erhalten geblieben sind, bietet das Sudbury-Becken die einzigartige Gelegenheit, das Sediment zu untersuchen, das das Becken gefüllt hat, und dient als Leitfaden dazu, wie die früheren Einschlagskrater aussehen hätten können. Die Sudbury-Struktur ist unter den bekannten terrestrischen Einschlagskratern unverwechselbar. Sie verfügt über eine ungewöhnlich dicke (fast 2,5 km) Beckenfüllung, und ein großer Teil davon hat eine fast schwarze Farbe (von Kohlenstoff verursacht) und enthält auch hydrothermale Metallablagerungen.

Professor Kamber sagte: "Aufgrund später tektonischer Kräfte sind nun alle Steine der einst ∼ 200 kilometerbreiten Struktur an der Oberfläche freigelegt, also nicht mehr begraben. Das macht es möglich, ein Querprofil der erschütterten Liegendschicht durch das Schmelzblatt und dann über die gesamte Beckenfüllung zu erstellen. Für einen Geologen ist das wie eine Zeitreise vom Impakt-Ereignis durch die Folgegeschichte."

Repräsentative Proben quer durch die Beckenfüllung wurden für ihre Chemie und für Kohlenstoff-Isotope analysiert, und sie zeigten eine interessante Abfolge von Ereignissen.

Zuerst wurde klar, dass der Krater in einem frühen Stadium mit Meereswasser gefüllt war, und dann während der gesamten Ablagerung in untermeerischem Zustand blieb. Wichtig ist, dass das Wasser im Becken lange genug vom offenen Meer getrennt war, und auf diese Weise mehr als 1,5 km Vulkangestein und Sediment deponieren konnte. Die untere Füllung besteht aus Felsen, die gebildet wurden, als das Wasser in denjenigen Krater floss, dessen Boden mit heißer Impakt-Schmelze abgedeckt war. Kraftstoff-Kühlmittel-Reaktionen schieden Vulkanite ab und förderten hydrothermale Aktivität. Oberhalb dieser Ablagerungen begann reduzierter Kohlenstoff innerhalb der Beckenfüllung zu erscheinen, und die vulkanischen Produkte wurden basaltischer.

Vorher wurde die rätselhafte Anwesenheit von Kohlenstoff in diesen Felsen durch Einschwemmen von außerhalb des Kraterbeckens erklärt. Die neuen Daten zeigen jedoch, dass es das mikrobielle Leben im Kraterbecken war, das für den Aufbau von Kohlenstoff und auch für die Verarmung von lebenswichtigen Nährstoffen wie Sulfat verantwortlich war.

"Es gibt klare Beweise für die Erschöpfung von Molybdän in der Wassersäule, und das weist deutlich auf eine geschlossene Umgebung hin, die vom umgebenden Ozean getrennt war", fügte Edel O'Sullivan hinzu.

Erst nachdem die Kraterwände endgültig zusammenbrachen, so zeigte die Studie, gab es Nachschub von Nährstoffen aus dem umgebenden Meer. Diese untermeerischen, isolierten hydrothermalen Becken, die einen basaltischen Vulkanismus erlebten und mit ihren eigenen hydrothermalen Systemen ausgestattet waren, präsentieren somit einen neuen Weg zur Synthese und Konzentration der Trittsteine zum Leben.

ÜBER TRINITY COLLEGE DUBLIN

Trinity College Dublin wurde im Jahr 1592 gegründet und ist Irlands älteste Universität, die heute eine lebendige Gemeinschaft von 17.000 Studenten hat. Sie ist international als Irlands erste Universität anerkannt. Spitzenforschung, Technologie und Innovation platzieren die Universität an die Spitze der Hochschulbildung, sowohl in Irland als auch auf der ganzen Welt. Sie umfasst alle wichtigen wissenschaftlichen Fachrichtungen und verpflichtet sich zu einem Weltklasse-Standard in Lehre und Forschung in einer ganzen Reihe von Disziplinen wie Kunst, Geisteswissenschaften, Technik, Naturwissenschaften, und Sozial- und Gesundheitswissenschaften.

Trinity College Dublin ist Irlands führende Universität in allen internationalen Rankings. Laut den jüngsten QS World University Rankings von 2015 rangiert die Universität weltweit auf Platz 78.