Neben Kometen und Asteroiden galten bisher vor allem Wolkenblitze als mögliche Quellen für Biomoleküle auf der frühen Erde. Im Unterschied zu den Wolken-zu-Boden-Blitzen entladen sie sich direkt innerhalb der Wolken. Wassertropfen kollidieren mit Eiskörnern und es kommt zur Trennung von positiver und negativer Ladung. Sobald diese groß genug sind, kommt es zu einem Ladungsausgleich durch einen Blitz.

Allerdings kamen organische Verbindungen aus dem Weltall nach dem späten Erdaltertum nur noch selten auf unseren Planeten. Zudem sind Wolkenblitze allein für molekulare Bindungen in der Atmosphäre ineffizient, so dass eine Forschungsgruppe der Harvard-University der Frage nachgegangen ist, wie es sich mit Wolken-zu-Boden-Blitze verhält, die nur etwa ein Zehntel der Blitze insgesamt ausmachen.

Das Forschungsteam hat für ihre Studie eine plasmaelektrochemische Anlage im Labor konstruiert, um einen solchen Wolken-zu-Boden-Blitz zu imitieren. Das Team stellte nach, wie sich ein Funke über Luft-Wasser-Festkörper-Grenzflächen unter Bedingungen entlädt, die für die frühe Erde plausibel waren.

Anschließend analysierten sie die Reaktionsprodukte, die sich nach der Entladung bildeten. Kohlenstoff und Stickstoff aus der Luft hatten sich dabei in biologisch nützliche Moleküle umgewandelt, die sich in der wässrigen Phase anreicherten.

Als Nächstes fügte das Team Mineralien hinzu. Diese sollten Verbindungen darstellen, die bereits damals auf Gestein vorhanden gewesen sein könnten. Die elektrische Entladung ermöglichte es den Mineralien, sich aufzulösen und zu reagieren. Durch einen Blitzeinschlag auf dem Boden könnte es demnach zu einer erhöhten lokalen Konzentration von Bausteinen gekommen sein, die für die Entstehung für Leben auf der frühen Erde essenziell waren.

pk