Urzeitliche Schlammvulkane als Wiege des Lebens?

Das erste Leben könnte an speziellen Schlammvulkanen im Urmeer entstanden sein. Hinweise darauf hat jetzt ein internationales Forscherteam bei der Untersuchung von sogenanntem Isua-Grünstein aus Grönland entdeckt. Mit einem Alter von 3,81 bis 3,7 Milliarden Jahren gelten diese Gesteine als mit die ältesten der Erde. Die Zusammensetzung dieser Gesteine deute darauf hin, dass sie in einer potenziell lebensfördernden Umgebung entstanden, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS). „In der Frühzeit der Erde waren solche Schlammvulkane ein besonders günstiges Umfeld für die Bildung und Stabilisierung von Aminosäuren“, schreiben Marie-Laure Pons von der Universität von Lyon in Frankreich und ihre Kollegen.

Nach Angaben der Forscher herrschten an den urzeitlichen Schlammvulkanen vermutlich ähnliche Bedingungen, wie heute an den sogenannten Serpentinit-Schlammvulkanen entlang des Marianengrabens im Pazifik. Diese stoßen Flüssigkeiten aus, die besonders viel Wasserstoff, Ammonium und Methan enthalten. Diese Chemikalien gelten als wichtige Bausteine für die ersten Makromoleküle.

Umgebung der Schlammvulkane alkalisch statt sauer

Die Umgebung dieser Schlammvulkane sei zudem eher alkalisch und nicht sauer, wie bei den meisten anderen hydrothermalen Schloten, sagen die Wissenschaftler. Das sei eine wichtige Voraussetzung für viele chemische Reaktionen. Die austretende Flüssigkeit habe zudem nur eine Temperatur von 100 bis 300 Grad Celsius und biete damit in ihrer Umgebung ein vorteilhaftes Klima für die Bildung biologischer Bausteine.

„In einer Welt mit einer Kontinentaldrift, aber mit kleineren Landmassen als heute, muss es viele Gebiete wie den heutigen Marianengraben gegeben haben – und daher auch viele Serpentinit-Schlammvulkane“, schreiben die Forscher. Sie könnten ihrer Ansicht nach die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten gefördert haben.

Mantelgestein reagiert mit Meerwasser

Der in den Isua-Grünsteinen gefundene Gesteinstyp, das sogenannte Serpentinit, wird nur unter ganz bestimmten Bedingungen gebildet. Es entsteht, wenn Meerwasser mit Material aus dem Erdmantel reagiert. Dieses liegt normalerweise tief unter dem Meeresgrund, wird aber an einigen Nahtstellen der Erdkruste unter anderem durch Schlammvulkane bis an die Oberfläche gedrückt Eine davon sind Subduktionszonen wie am Marianengraben im Pazifik. An Subduktionszonen bewegen sich zwei Platten der Erdkruste aufeinander zu und kollidieren. Dabei wird eine Platte in die Tiefe gedrückt.

In ihrer Studie wollten die Forscher herausfinden, ob der urzeitliche Serpentinit in den Grünsteinproben ebenfalls durch solche Schlammvulkane entstanden sein könnte. Sie verglichen daher seine chemische und mineralogische Zusammensetzung mit derjenigen verschiedener heutiger Serpentinite, darunter aus den Marianengraben-Schlammvulkanen und aus Hydrothermalquellen im arktischen Ozean und vor Kalifornien.

Wärme und viel Kohlenstoff

„Die Isua-Serpentinite waren durchsetzt von kohlenstoffreichen, alkalischen Hydrothermal-Ablagerungen, die bei Temperaturen von 100 bis 300 Grad Celsius gebildet worden sein müssen“, schreiben die Forscher.

Diese geochemischen Merkmale ähnelten damit den Flüssigkeiten, die man in den Poren der Serpentinite in den Marianengraben-Schlammvulkanen finde. „Unsere Daten sprechen für die Existenz solcher warmer Hydrothermalflüssigkeiten auch in den urzeitlichen Schlammvulkanen“, sagen Pons und ihre Kollegen. Sie kämen daher als Wiege des Lebens durchaus in Frage. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011; DOI: 10.1073/pnas.1108061108)

(Proceedings of the National Academy of Sciences / dapd, 18.10.2011 – NPO)