Blitze über Vulkanen liefern Lebensgrundlage

Bricht ein Vulkan aus, geht dies häufig mit heftigen Gewittern einher. Und genau diese sogenannten Eruptionsgewitter könnten in der Geschichte unseres Planeten eine wichtige Rolle gespielt haben – und zwar bei der Entwicklung des Lebens. Dafür fand nun eine Gruppe von Geowissenschaftlerinnen und Geowissenschaftlern Indizien, über die sie in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ berichtet: So sollen die zahlreichen Blitze genug Energie freigesetzt haben, damit sich Stickstoffgas in der Atmosphäre zu biologisch verwertbaren Stickstoffverbindungen umwandeln konnte.

Für ihre Studie sammelte das Team um Adeline Aroskay von der Pariser Universität Sorbonne Gesteinsproben aus mehreren Vulkanregionen in Peru und der Türkei. Diese Gesteine waren bei starken Vulkanausbrüchen im Zeitalter des Neogen vor ein bis zwanzig Millionen Jahren entstanden. Weitere Proben stammten aus der Region um Neapel aus der Zeit vor 55 000 bis 75 000 Jahren.

Alle Proben untersuchten die Forschenden auf typische vulkanische Bestandteile: Dazu zählen Schwefel, Chlor und auch Nitrate. Letztere sind für die Entstehung von Leben entscheidend und entstehen während der Gewitter, wenn sich in geschätzt hunderttausenden Blitzen binnen weniger Stunden Stickstoffmoleküle aufspalten. Diese bilden dann mit Sauerstoff aus der Atmosphäre neue Verbindungen.

Vulkanausbrüche lieferten Nitrate für den Stickstoffkreislauf

Tatsächlich zeigten die Proben hohe Anteile an Nitraten: Laut Hochrechnung von Aroskay und ihrem Team bildeten sich durchschnittlich 60 Millionen Tonnen dieser Verbindungen pro Vulkanausbruch. Eruptionsgewitter könnten damit zumindest in vulkanisch aktiven Regionen genügend Nitrate gebildet haben, die lebenden Organismen – Pflanzen wie Tieren – als natürliche Nährstoffe dienen.

Trotz dieser Studie bleibt weiterhin wahrscheinlich, dass sich Nitrate auch auf anderen Wegen aus Stickstoff in der Atmosphäre bildeten: etwa durch Schockwellen nach dem Aufprall von Meteoriten, Sonnenlicht oder gewöhnliche Gewitterblitze. Doch die Reaktion des Stickstoffs zu Nitraten in vulkanischen Gewittern könnte erklären, weshalb etwa in Chile entlang der vulkanisch aktiven Anden besonders große Mengen an Nitratverbindungen vorkommen.