Das Sauerstoffrätsel

Fast alle vielzelligen Lebewesen auf der Erde atmen Sauerstoff, ein Nebenprodukt der Fotosynthese von Pflanzen, Algen und einigen Bakterien. Im Ozean beschränkt sich die Zone, in der das Gas produziert wird, auf die obersten zehn bis 200 Meter. In größere Tiefen dringt nicht genügend Sonnenlicht, damit Seegräser, Makroalgen oder Phytoplankton gedeihen können. Trotzdem wimmelt es auch in den ewig dunklen Meeresregionen von Vielzellern, vom Fadenwurm bis zum Riesenkalmar. Der für sie überlebenswichtige Sauerstoff gelangt aus den oberen Wasserschichten mit Strömungen in die Tiefe.

So jedenfalls lautet die einhellige Lehrmeinung. Für erhebliches Aufsehen sorgte daher eine Studie, die ein internationales Forschungsteam 2024 im renommierten Fachmagazin „Nature Geoscience“ publizierte: Daten von Experimenten am Grund des tropischen Pazifiks sollen zeigen, dass dort, fernab der Sonne, Sauerstoff produziert wird.

Die Wissenschaftler hatten an mehreren Stellen autonome Messgeräte zum Ozeanboden sinken lassen, gut 4000 Meter tief. In speziellen Kammern, die einen kleinen Flecken Sediment und das darüberliegende Wasser abschließen, erfassten sie anschließend zwei Tage lang den Sauerstoffgehalt. „Ich dachte zuerst, die Sensoren seien defekt“, sagt Andrew Sweetman von der Scottish Association for Marine Science, der Leiter der Studie. Aber auch nachdem der Biogeochemiker die Sensoren ausgetauscht hatte, stiegen die Sauerstoffwerte an.

Als Quelle für die „dunkle Sauerstoffproduktion“ machten die Forscher Manganknollen aus – metallreiche Gesteinsbrocken, die zuhauf am pazifischen Tiefseeboden liegen und Begehrlichkeiten der Bergbauindustrie geweckt haben. Die Hypothese der Forscher: Die Knollen funktionieren wie natürliche „Geobatterien“ und spalten Meerwasser per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff.

In einer Pressemitteilung erklärte Sweetman damals, dass man angesichts der Erkenntnisse neu diskutieren müsse, wo Leben auf der Basis von Sauerstoff auf der Erde begonnen haben könnte. Nach weithin akzeptierter Theorie legten Cyanobakterien den Grundstein, als sie vor ungefähr drei Milliarden Jahren die Fähigkeit zur Fotosynthese entwickelten. In der Folge reicherte sich Sauerstoff auf der Erde an und ermöglichte so die Evolution aerober Organismen, vermutlich zuerst in flachen Gewässern.

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