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Cambridge (USA) – Harvard-Chemiker haben Hinweise dafür gefunden, dass Blitzeinschläge aus den Wolken zur Erde bei der Entstehung einiger Bausteine des Lebens auf der Erde eine wichtige Rolle gespielt haben könnten.
Wie das Team um Haihui Joy Jiang und Thomas C. Underwood von der Harvard University aktuell im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences „ (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.240081912) berichtet, haben sie Labor ein Experiment durchgeführt, das die Bedingungen auf der frühen Erde nachahmen sollte und dann die chemischen Reaktionen untersuchte, die bei simulierten Blitzeinschlägen auftraten.
Schon frühere Forschungen hatten gezeigt, dass das Leben auf der Erde durch Materialien entstanden sein könnte, die mit Kometen oder Asteroiden auf die Erdoberfläche gelangten. Auch über Blitze zwischen Wolken wurden als mögliche Quelle solcher Materialien spekuliert. Allerdings zeigten Untersuchungen letzterer Theorien, die jedoch als weniger wahrscheinlich bewertet wurden. So wurden beispielsweise Kollisionen von Himmelsobjekten kurz nach der Entstehung der Erde als zu selten eingeschätzt und Blitzeinschläge zwischen Wolken erwiesen sich als eine sehr ineffiziente Methode, um nützliche Materialien zu erzeugen.
In ihrer neuen Studie schlagen die Harvard-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun ein viel plausibleres Szenario vor: Blitzeinschläge von den Wolken zur Erde.
Um zu zeigen, dass solche Blitzeinschläge zur Entstehung der Bausteine des Lebens auf der Erde beigetragen haben könnten, richtete das Forschungsteam eine Biosphäre in ihrem Labor ein, um so die Bedingungen der frühen Erde nachzuahmen. Zudem erzeugten sie simulierte Blitzeinschläge über Luft-, Wasser- und Landnachbildungen in der simulierten Labor-Ur-Erdenumgebung. Danach untersuchten sie die Produkte, die durch die Blitzeinschläge entstanden, insbesondere diejenigen, die schlussendlich im Wasser landeten.
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Sie stellten fest, dass Kohlenstoff und Stickstoff in Moleküle umgewandelt wurden, die Teil der frühen Bausteine hätten sein können. Kohlenstoff wurde beispielsweise in Kohlenmonoxid und Ameisensäure umgewandelt, und Stickstoff wurde zu Nitrit, Nitrat und Ammonium.
Die Forscher fügten dann Minerale hinzu, die denen ähnelten, die in den Gesteinen der frühen Erde vorhanden gewesen wären, und wiederholten die simulierten Blitzeinschläge und die anschließende Analyse. Sie fanden heraus, dass Sulfidminerale erzeugt wurden, ähnlich denen, die oft in der Nähe von Vulkanausbrüchen gefunden werden. Sie stellten auch eine Zunahme der Bildung von Ammoniak fest, das, wie sie anmerken, für das Leben auf der Erde notwendig ist.
Sie schlagen vor, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass Blitzeinschläge von der Wolke zur Erde eher die Bausteine des Lebens auf der Erde geschaffen haben könnten als Kometen, Asteroiden oder Blitzeinschläge zwischen Wolken.
Ein großes Team von Chemikern an der Harvard University hat Hinweise gefunden, die darauf hindeuten, dass Blitzeinschläge von der Wolke zur Erde möglicherweise bei der Entstehung einiger Bausteine des Lebens auf der Erde eine Rolle gespielt haben könnten. In ihrer Veröffentlichung in den Proceedings of the National Academy of Sciences beschreibt die Gruppe, wie sie in ihrem Labor ein Experiment durchführte, das die Bedingungen auf der frühen Erde nachahmen sollte und dann die chemischen Reaktionen untersuchte, die bei simulierten Blitzeinschlägen auftraten.
Frühere Forschungen haben vorgeschlagen, dass das Leben auf der Erde durch Materialien aus Kometen oder Asteroiden entstanden sein könnte, die auf die Erdoberfläche gelangten. Auch Blitzeinschläge zwischen Wolken wurden als mögliche Quelle solcher Materialien genannt.
Doch während Wissenschaftler solche Theorien untersuchten, erwiesen sie sich alle als weniger wahrscheinlich. Kollisionen von Himmelsobjekten wurden beispielsweise kurz nach der Entstehung der Erde zu einem seltenen Ereignis, und Blitzeinschläge zwischen Wolken sind eine sehr ineffiziente Methode, um nützliche Materialien zu erzeugen.
In dieser neuen Studie schlägt das Team an der Harvard University ein viel plausibleres Szenario vor: Blitzeinschläge von der Wolke zur Erde. Um zu zeigen, dass solche Blitzeinschläge zur Entstehung der Bausteine des Lebens auf der Erde beigetragen haben könnten, richtete das Forschungsteam eine Biosphäre in ihrem Labor ein, die die Bedingungen der frühen Erde nachahmen sollte. Sie erzeugten simulierte Blitzeinschläge über Luft-, Wasser- und Landnachbildungen in der simulierten Umgebung und untersuchten dann die Produkte, die durch die Blitzeinschläge entstanden, insbesondere diejenigen, die im Wasser endeten.
Das Ergebnis zeigt, dass Kohlenstoff und Stickstoff in Moleküle umgewandelt wurden, die Teil der frühen Bausteine des Lebens hätten sein können. So wurde Kohlenstoff etwa in Kohlenmonoxid und Ameisensäure umgewandelt. Stickstoff wurde zu Nitrit, Nitrat und Ammonium.
In einem weiteren Schritt fügten die Forschenden dann Minerale hinzu, die denen ähnelten, die in den Gesteinen der frühen Erde vorhanden gewesen sein müssen und wiederholten die simulierten Blitzeinschläge und die anschließende Analyse. Dabei zeigte sich dann, dass Sulfidminerale ähnlich denen erzeugt wurden, die oft in der Nähe von Vulkanausbrüchen gefunden werden können. Sie stellten auch eine Zunahme der Bildung von für das irdische Leben notwendigem Ammoniak fest.
Die Ergebnisse der Laborsimulationen deuten demnach daraufhin, dass Blitzeinschläge von Wolken zur Erde vermutlich eher die Bausteine des Lebens auf der Erde erzeugt haben könnten als Kometen, Asteroiden oder Blitzeinschläge zwischen Wolken.
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Recherchequelle: Harvard University, PNAS
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