Entstehung des Lebens
Meteoriten - Zündfunke für Leben?
Es gibt viele Spekulationen darüber, wie das Leben auf der Erde entstanden sein könnte. Nun kommt eine weitere dazu: Japanische Forscher simulierten im Labor den Einschlag von Meteoriten in den Urozean der Erde. Bei diesen Impakten entstanden offenbar Bedingungen, unter denen sich Grundbausteine des Lebens bilden konnten.
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Barringer Krater in Arizona
Schon sehr lange ist die Erde von ausgedehnten Ozeanen bedeckt, dies weiß man durch die Untersuchung uralter Sedimentgesteine. Demzufolge bestand bereits vor rund vier Milliarden Jahren der Großteil der Oberfläche unseres Planeten aus Wasser. Zu jener Zeit war es im Sonnensystem noch nicht so gemütlich wie heute - Meteoriteneinschläge waren alltäglich, dies beweist auch das von Kratern zernarbte Antlitz unseres Erdmondes. Zwangsläufig stürzten die meisten, die Erde treffenden Meteoriten in die Meere. Könnten bei diesen maritimen Impakten Biomoleküle entstanden sein, aus denen sich später organisches Leben entwickelte?
Schon vor 20 Jahren hatten Wissenschaftler den Einschlag eines extraterrestrischen Felsbrockens auf festen Erdboden simuliert und entdeckt, dass dabei einfache Moleküle entstehen können. Komplexe Biosubstanzen fanden sie hingegen nicht. Nun stellte Yoshihiro Furukawa von der Tohoku-Universität in Japan und sein Team die Bedingungen eines Einschlages in einen Ozean nach. Dazu erstellten sie im Labor eine Mischung mit den Substanzen, die bei einem solchen Ereignis beteiligt sind: Kohlenstoff, Eisen und Nickel, die Hauptbestandteile der meisten Meteoriten, sowie Wasser, gelösten Ammoniak und Stickstoff. Dieses Gemisch beschossen die Forscher mit einer Spezialkanone, mit der sie einen Meteoritenimpakt mit einer Einschlagsgeschwindigkeit von zwei Kilometern pro Sekunde simulierten.
Für den kurzen Zeitraum von 0,7 Mikrosekunden wurde das Gemisch dabei auf Temperaturen von bis zu 5000 Grad Kelvin erhitzt, fast so hoch wie die Temperatur der Photosphäre der Sonne. Es entstanden Drücke von bis zu sechs Gigapascal – also etwa 60000 mal mehr als der heutige Luftdruck auf Meereshöhe. Als sie die Probe anschließend untersuchten, fanden die Forscher tatsächlich Fettsäuren, Amine und einfache Aminosäuren, also erheblich komplexere Moleküle als ihre Kollegen zuvor. Offenbar wurden die Bestandteile der Probe durch die hohen Temperaturen zerlegt und ionisiert – und fügten sich in der Abkühlphase zu neuen Verbindungen zusammen. Für die Bildung von Biomolekülen ist die Anwesenheit von Wasser entscheidend, wohl aus diesem Grund hat man bei den Simulationen terrestrischer Impakte keine solchen Substanzen gefunden.
Dieses Ergebnis stellt eine interessante neue Variante der Lebensentstehung auf unserem Planeten dar. In der Realität werden beim Einschlag sehr großer Körper noch höhere Drücke und Temperaturen erreicht und sehr große Stoffmengen umgesetzt, so die Forscher. Weil Einschläge außerirdischer Geschosse in der Frühzeit der Erde weit häufiger waren als heute, könnten sukzessive immer kompliziertere Moleküle entstanden sein. Somit könnten maritime Meteoriteneinschläge der Auslöser für die Entstehung des Lebens auf der frühen Erde gewesen sein.
Jan Hattenbach ist freier Journalist in Aachen
Schon vor 20 Jahren hatten Wissenschaftler den Einschlag eines extraterrestrischen Felsbrockens auf festen Erdboden simuliert und entdeckt, dass dabei einfache Moleküle entstehen können. Komplexe Biosubstanzen fanden sie hingegen nicht. Nun stellte Yoshihiro Furukawa von der Tohoku-Universität in Japan und sein Team die Bedingungen eines Einschlages in einen Ozean nach. Dazu erstellten sie im Labor eine Mischung mit den Substanzen, die bei einem solchen Ereignis beteiligt sind: Kohlenstoff, Eisen und Nickel, die Hauptbestandteile der meisten Meteoriten, sowie Wasser, gelösten Ammoniak und Stickstoff. Dieses Gemisch beschossen die Forscher mit einer Spezialkanone, mit der sie einen Meteoritenimpakt mit einer Einschlagsgeschwindigkeit von zwei Kilometern pro Sekunde simulierten.
Für den kurzen Zeitraum von 0,7 Mikrosekunden wurde das Gemisch dabei auf Temperaturen von bis zu 5000 Grad Kelvin erhitzt, fast so hoch wie die Temperatur der Photosphäre der Sonne. Es entstanden Drücke von bis zu sechs Gigapascal – also etwa 60000 mal mehr als der heutige Luftdruck auf Meereshöhe. Als sie die Probe anschließend untersuchten, fanden die Forscher tatsächlich Fettsäuren, Amine und einfache Aminosäuren, also erheblich komplexere Moleküle als ihre Kollegen zuvor. Offenbar wurden die Bestandteile der Probe durch die hohen Temperaturen zerlegt und ionisiert – und fügten sich in der Abkühlphase zu neuen Verbindungen zusammen. Für die Bildung von Biomolekülen ist die Anwesenheit von Wasser entscheidend, wohl aus diesem Grund hat man bei den Simulationen terrestrischer Impakte keine solchen Substanzen gefunden.
Dieses Ergebnis stellt eine interessante neue Variante der Lebensentstehung auf unserem Planeten dar. In der Realität werden beim Einschlag sehr großer Körper noch höhere Drücke und Temperaturen erreicht und sehr große Stoffmengen umgesetzt, so die Forscher. Weil Einschläge außerirdischer Geschosse in der Frühzeit der Erde weit häufiger waren als heute, könnten sukzessive immer kompliziertere Moleküle entstanden sein. Somit könnten maritime Meteoriteneinschläge der Auslöser für die Entstehung des Lebens auf der frühen Erde gewesen sein.
Jan Hattenbach ist freier Journalist in Aachen
