Geochemiker enthüllen, dass Mikroben in der Tiefsee sich von der Energie von Erdbeben ernähren

    Überraschenderweise brechen Erdbeben nicht nur die Erdkruste auf, sondern liefern laut chinesischen Geochemikern auch chemische Energie für Mikroben tief unter der Erde, wodurch verborgene Ökosysteme angetrieben werden.

    Erdbeben setzen eine Energiemenge frei, die nicht nur an der Oberfläche sichtbar ist, wie aktuelle Studien zeigen.
    Erdbeben setzen eine Energiemenge frei, die nicht nur an der Oberfläche sichtbar ist, wie aktuelle Studien zeigen.

    In den tiefen Regionen der Erdkruste, wo kein Sonnenlicht eindringt und Nährstoffe knapp sind, finden Mikroorganismen eine unerwartete Energiequelle: Erdbeben. Eine kürzlich in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass durch seismische Verwerfungen entstandene Brüche die Produktion energiereicher Chemikalien ermöglichen, die mikrobielle Gemeinschaften in extremen Umgebungen am Leben erhalten.

    Die bei Erdbeben freigesetzte Energie und ihre biologische Rolle

    Wenn ein Erdbeben auftritt, entstehen durch die plötzliche Verformung von Gesteinen wie Quarz und die Wechselwirkung mit Wasser Redoxpaare, die Wasserstoff freisetzen und günstige chemische Gradienten erzeugen.

    Diese Veränderungen lösen Eisenoxidations-Reduktionszyklen aus, von Fe²⁺ zu Fe³⁺ und umgekehrt, wodurch den überlebenden Mikroben zugängliche Energie für ihre Funktion zur Verfügung gestellt wird. In Laborversuchen wurde beobachtet, dass die Wasserstoffproduktion in mikrobenreichen Brüchen bis zu 100.000 Mal höher ist als in anderen bekannten Prozessen wie Serpentinisierung oder Radiolyse. Dies zeigt, dass Erdbeben wie geologische Batterien wirken, die den tiefen Untergrund mit Energie versorgen.

    Ein Ökosystem, das von der Geologie und nicht von der Photosynthese gespeist wird.

    Im Gegensatz zu den meisten bekannten Ökosystemen ist diese Umgebung nicht auf Sonnenlicht angewiesen. Stattdessen beziehen Mikroben ihre Energie aus chemischen Reaktionen, die durch tektonische Kräfte ausgelöst werden.

    Gesteinsbrüche und Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen ermöglichen die Bildung energiereicher Verbindungen wie Wasserstoff, die als Brennstoff für thermokinotrophe Mikroorganismen dienen.

    Diese Entdeckung definiert nicht nur unser Verständnis der Grenzen des Lebens auf der Erde neu, sondern erweitert auch die Möglichkeiten für Leben auf anderen Planeten oder Monden mit aktiver Tektonik, aber ohne leuchtende Atmosphäre.

    Wissenschaftliche und astrobiologische Implikationen

    Diese Ergebnisse haben eine Reihe wichtiger wissenschaftlicher Implikationen, die wir im Folgenden diskutieren werden.

    1. Erweiterung des Wissens über die tiefe Biosphäre: Es ist bestätigt, dass Leben in extrem isolierten Gebieten ohne Sonnenlicht und traditionelle Nährstoffe existieren kann.
    2. Modelle für die Bewohnbarkeit außerirdischer Planeten: Planeten oder Monde mit tektonischer Aktivität, aber ohne Sonnenlicht, wie Europa oder Enceladus, könnten Ökosysteme haben, die ebenfalls von durch Verwerfungen ausgelösten Redoxreaktionen abhängig sind.
    3. Besseres Verständnis der biogeochemischen Kreisläufe: Diese seismischen Prozesse befeuern mikrobielle Netzwerke, die an den Kreisläufen von Kohlenstoff, Eisen, Stickstoff oder Schwefel in großer Tiefe beteiligt sind.

    Quellenhinweis:

    Xiao Wu et al.,Crustal faulting drives biological redox cycling in the deep subsurface.Sci. Adv.11,eadx5372(2025).DOI:10.1126/sciadv.adx5372