Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass seismische Aktivitäten die Mikrobenpopulationen in unterirdischen Umgebungen erheblich steigern, mit potenziellen Auswirkungen auf das Verständnis des Lebens auf der Erde und darüber hinaus. Ein Team von Wissenschaftlern, die den Yellowstone-Nationalpark untersuchen, hat gezeigt, dass Erdbeben nicht nur Gestein zerbrechen, sondern durch die Steigerung der Wasserstoffproduktion auch einen Boom im unterirdischen mikrobiellen Leben auslösen.
Die verborgene Welt unter unseren Füßen
Ungefähr 30 % des gesamten Lebens auf der Erde existieren ohne Sonnenlicht und sind stattdessen auf die Chemosynthese angewiesen, um zu überleben. Diese Organismen gedeihen, indem sie Wasserstoff verbrauchen, der durch Reaktionen zwischen Wasser und Gestein entsteht. Erdbeben beschleunigen diesen Prozess dramatisch. Wenn der Boden bebt, brechen Steine, wodurch neue Oberflächen für chemische Reaktionen freigelegt und die Fließwege des Wassers verändert werden. Dies führt zu einer erhöhten Wasserstoffproduktion, was wiederum das mikrobielle Wachstum fördert.
Die in PNAS Nexus veröffentlichte Studie verfolgte die Auswirkungen eines seltenen Erdbebenschwarms auf die mikrobielle Aktivität an einem 100 Meter tiefen Bohrloch im Yellowstone. Die Forscher verbrachten sieben Monate damit, wiederholte Reisen zum Standort zu unternehmen und dabei logistische Hürden und Geräteausfälle zu überwinden, um Gesteins-, Gas- und Mikrobenproben zu sammeln. Ihr Timing war tadellos: Sie erfassten den Aufstieg und Fall eines mächtigen Schwarms von 2.182 Erdbeben, ein Phänomen, das im Yellowstone nur alle fünf bis zehn Jahre auftritt.
Ein 6,5-facher mikrobieller Anstieg
Während des Erdbebenschwarms nahm das mikrobielle Leben am Bohrloch um das 6,5-fache zu, bevor es mit dem Abklingen der Erschütterungen wieder auf das Ausgangsniveau zurückkehrte. Auch die Wasserstoffkonzentration stieg stark an und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften veränderte sich. „Alle Teile passen gut zusammen“, erklärte Eric Boyd, Geomikrobiologe der Montana State University und Hauptautor der Studie. „Wir haben all diese Daten zusammengetragen und denken: Heilige Kuh!“
Implikationen für die Astrobiologie
Diese Erkenntnisse beschränken sich nicht nur auf Yellowstone. Wissenschaftler glauben, dass sie Hinweise darauf geben könnten, wo auf anderen Planeten und Monden nach Leben gesucht werden kann. Steven D’Hondt, ein Forscher an der University of Rhode Island, schlägt vor, dass seismisch aktive Orte die vielversprechendsten Orte sind, um anderswo im Sonnensystem unterirdisches Leben zu finden.
Einige Experten bleiben jedoch skeptisch, was die unmittelbare Anwendbarkeit auf den Mars angeht. Caroline Freissinet, Astrobiologin am LATMOS in Frankreich, weist darauf hin, dass die Yellowstone-Studie zwar wertvoll für das erdbasierte Verständnis ist, die rauen Untergrundbedingungen des Mars jedoch möglicherweise keine ähnliche Aktivität über Milliarden von Jahren hinweg unterstützen.
Die Zukunft der Untergrundforschung
Die Yellowstone-Studie war ein bahnbrechendes Projekt, das bewies, dass die Überwachung des Lebens unter der Oberfläche als Reaktion auf Naturereignisse möglich ist. Boyds Team entwickelt derzeit automatisierte Probenehmer, die durch Erdbeben ausgelöst werden, um die Datenerfassung zu beschleunigen. Diese Forschung verdeutlicht das komplexe Zusammenspiel zwischen geologischer Aktivität und dem Fortbestehen des Lebens in extremen Umgebungen, sowohl auf der Erde als auch darüber hinaus.
