Neue Phosphor-Theorie Nicht Meteoriten, sondern Blitze brachten das Leben auf die Erde

Blitze könnten dafür gesorgt haben, dass sich auf der frühen Erde Leben entwickeln konnte. Laut einer neuen Studie setzten sie den Phosphor frei, der für die Bildung von Biomolekülen unabdingbar ist. Bislang galten vor allem Meteoriten als früheste Quelle für löslichen Phosphor.

Blitze über der Wüste von Utah
Blitze über der Wüste von Utah: Kam mit ihnen das Leben auf die Erde? Bildrechte: imago/Danita Delimont

Wie Wasser ist auch das Element Phosphor für die Entstehung von Leben unverzichtbar. Ohne diese Schlüsselkomponente können keine DNA, RNA und andere Biomoleküle gebildet werden. Vor Milliarden Jahren war Phosphor auf der Erde allerdings nicht leicht verfügbar. Er war in unlöslichen Mineralien auf der Erdoberfläche fest eingeschlossen.

Meteoriten als Phosphor-Spender

Streichholz brennt 3 min
Bildrechte: imago images / Panthermedia

Doch wie kam dann Phosphor in brauchbarer, sprich löslicher Form auf die Erde? Der Blick der Wissenschaft richtete sich zunächst auf Meteoriten. Tatsächlich enthalten die kosmischen Gesteinskörper das phosphorhaltige Mineral Schreibersit, welches auch wasserlöslich ist. Es entstand die These, dass Meteoriten mit ausreichender Häufigkeit auf der Erdoberfläche einschlugen und somit genügend löslicher Phosphor für die Entstehung biologischen Lebens zur Verfügung stand.

Die Meteoriten-Theorie hat allerdings einen entscheidenden Schwachpunkt. Während des Zeitraums, in dem das Leben auf unserem Planeten vermutlich begann, also vor über 4 bis 3,5 Milliarden Jahren, sank die Häufigkeit von Meteoriten-Einschlägen stark ab.

Phosphorhaltiges Glas nach Blitzeinschlägen

Hobby-Archäologe Richard Riediger aus Abach-Palenberg sammelt Einschlagspuren (geschmolzener Sand) von Blitzen.
Hobby-Archäologe Richard Riediger mit einem Fulgurit-Blitzeinschlag. Bildrechte: imago/epd

Forscher der Yale University in den USA und der University of Leeds in Großbritannien haben nun jedoch eine ganz andere Quelle für löslichen Schreibersit-Phosphor ausgemacht. Ihre Erkenntnisse haben sie in einer neuen Studie veröffentlicht. Wie ihr Hauptautor Benjamin Hess vom Department of Earth & Planetary Sciences in Yale erklärt, kommt Schreibersit auf der Erde nämlich auch in bestimmten Gläsern vor, den sogenannten Fulguriten. Das sind Glasröhren, die bei Blitzeinschlägen in Gesteinsböden entstehen. Dieses Fulgurit-Glas enthält einen Teil des zuvor im Oberflächengestein fest eingeschlossenen Phosphors. Jedoch mit dem entscheidenden Unterschied, dass der Fulgurit-Phosphor löslich ist.

Bis zu einer Trillion Blitze

Anhand von Ergebnissen aus Computermodellen schätzten Hess und die Co-Autoren Sandra Piazolo und Jason Harvey von der University of Leeds, dass es auf der frühen Erde ein bis fünf Milliarden Blitze pro Jahr gab (heute etwa 560 Millionen Blitze pro Jahr). Man geht davon aus, dass von diesen frühen Blitzen jährlich zwischen 100 Millionen und einer Milliarde in den Erdboden eingeschlagen sind. Das würde sich nach einer Milliarde Jahren auf bis zu einer Trillion Blitze summieren, was eine stattliche Menge löslichen Phosphors bedeuten würde.

Blitzeinschläge konstanter als Meteoriten

Illustration eines DNA-Moleküls 3 min
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Die Blitzschlag-Theorie hat nach Ansicht der Forscher noch weitere Vorteile: So wäre die jährliche Anzahl der Blitzeinschläge - anders als die Meteoriten-Einschläge - konstant geblieben. Zudem hätten die Blitzeinschläge wahrscheinlich am häufigsten auf Landmassen in tropischen Regionen stattgefunden, wodurch in bestimmten Gebieten hohe Konzentrationen mit nutzbarem Phosphor entstanden wären.

Hauptautor Hess ist sich jedenfalls sicher, dass Blitzeinschläge ein bedeutender Weg zum Ursprung des Lebens waren und auch immer noch sind: "Diese Arbeit hilft uns zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde gebildet haben könnte und wie es sich auf anderen, erdähnlichen Planeten immer noch bilden könnte."

(dn)

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