Tiefsee-Lander helfen Wissenschaftlern, das Rätsel des dunklen Sauerstoffs zu erforschen

Bildnachweis: Weber Shandwick/Nippon Foundation

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Zwei weltweit erstmalig eingesetzte Landegeräte, die dem 1.200-fachen Druck an der Erdoberfläche standhalten können, werden dazu beitragen, eines der größten Geheimnisse der Ozeane zu lüften – woher kommt der Dunkle Sauerstoff?

Professor Andrew Sweetman von der Scottish Association for Marine Science (SAMS) sorgte 2024 für Aufsehen, als sein Team in der Tiefsee metallische Knollen entdeckte, die offenbar Sauerstoff produzierten. Diese Knollen, die begehrte Metalle enthalten, könnten Aufschluss darüber geben, wie sich tierisches Leben Tausende von Metern unter den Wellen verteilt, wo kein Sonnenlicht hinkommt. Dies stellt die gängige wissenschaftliche Annahme infrage, dass die Sauerstoffproduktion durch Prozesse wie die Photosynthese an Sonnenlicht gebunden ist.

Wie genau dieser Sauerstoff in der Dunkelheit der Tiefsee entsteht, ist noch immer unklar. Die Nippon Foundation hat ein dreijähriges Forschungsprojekt finanziert, in dem Professor Sweetman gemeinsam mit dem Geobiologen und Mars-Rover-Veteranen Professor Jeffrey Marlow von der Boston University und dem renommierten Chemiker Professor Franz M. Geiger von der Northwestern University diese Frage beantworten soll.

Um diese Frage zu beantworten, hat das Expertenteam der Nippon Foundation – Dark Oxygen Research Initiative (DORI) zwei hochspezialisierte Lander entwickelt, die Ausrüstung ähneln, die man eher aus der Raumfahrt kennt. Benannt nach Professor Sweetmans Töchtern, Alisa und Kaia, sollen sie klären, ob die Knollen spontan mit Salzwasser reagieren und dabei Elektrizität erzeugen, ob ein biochemischer Prozess abläuft oder ob ein anderer, noch unbekannter Faktor eine Rolle spielt.

Die Finanzierung durch die Nippon Foundation umfasst den Bau der weltweit ersten Landegeräte. Diese werden im Frühjahr in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) im zentralen Pazifik versenkt; erste Ergebnisse werden noch in diesem Jahr erwartet. Die IOC UNESCO hat das Projekt als Aktivität im Rahmen der UN-Ozeandekade unterstützt.

Das Forschungsteam wird die Lander zusammen mit einem Gerät namens Aquatic Eddy Covariance (AEC)-Lander unter Wasser setzen. Dieses Gerät misst den Sauerstofffluss in der Umgebung, um Muster in der Sauerstoffproduktion zu erkennen und festzustellen, ob andere Umweltfaktoren eine Rolle spielen. Alisa und Kaia werden Wasserproben entnehmen, präzise Messungen an den Knollen vornehmen, chemische Tracer einbringen und untersuchen, ob Protonen, die mit der Wasseroxidation in Verbindung stehen, vorhanden sind – ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zwischen Elektrolyse und anderen potenziellen Sauerstofferzeugungsmechanismen.

(v.l.n.) Mitsuyuki Unno von der Nippon Foundation, Prof. Franz M. Geiger von der Northwestern University, Prof. Jeffrey Marlow von der Boston University. Bildnachweis: Weber Shandwick/Nippon Foundation