Jetzt zeigt Island, dass dort schneller etwas passiert, als viele dachten.
Auf einem noch warmen Lavafeld in Island lässt sich derzeit ein radikaler Wandel im Denken der Vulkanologie beobachten. Was früher als sterile Steinwüste erschien, entpuppt sich als Bühne für einen extrem frühen Start des Lebens.
Wie Forscher den Turbo-Start des Lebens auf Lava nachgewiesen haben
Das neue Ergebnis stammt aus einem mehrjährigen Forschungsprogramm am Vulkansystem Fagradalsfjall auf der isländischen Halbinsel Reykjanes. Dort brachen zwischen 2021 und 2023 mehrere Lavafelder aus, ein idealer natürlicher „Versuchslauf“ für Biologen, Geologen und Klimaforscher.
Teams zogen unmittelbar nach den Eruptionen hinaus auf die pechschwarzen Ströme. Sie nahmen Proben von frischer Lava, von Aerosolen in der Luft und von Regenwasser, das über die Flächen lief. Im Labor analysierten sie die DNA-Spuren und die chemische Signatur dieser Proben.
Das überraschende Ergebnis: Bereits wenige Stunden nach dem Erstarren tummeln sich Mikroben auf der Lava – und sie sind aktiv.
Damit fällt die lange vertretene Annahme, dass vulkanische Gesteine zunächst über Jahre steril bleiben. Stattdessen setzt die biologische Besiedlung fast gleichzeitig mit der geologischen Abkühlung ein. Die Forscher fanden eine durchgehende Aktivität: Die Mikroben kommen nicht nur an, sie betreiben Stoffwechsel, sie verändern das Substrat chemisch und bilden erste mikroskopische Netzwerke.
Diese frühe Phase lässt sich mit modernen Statistikmodellen ziemlich robust nachzeichnen. Selbst zwischen verschiedenen Lavazungen wiederholt sich das Muster: ein kurzer, intensiver Start der Besiedlung, dann ein markanter Übergang in ein stabileres Stadium.
Warum frische Lava eigentlich lebensfeindlich wirkt
Basaltische Lava gehört zu den rauesten Milieus, die die Erde zu bieten hat. Kurz nach dem Ausfluss herrschen Temperaturen von mehreren Hundert Grad, die Gesteinsoberfläche ist hart, trocken, salzarm und besitzt nur wenige Hohlräume.
Lebende Zellen benötigen Wasser, Nährstoffe und geschützte Räume. Auf den ersten Blick bietet ein junges Lavafeld nichts davon. Trotzdem halten es viele Mikroben dort aus. Der Schlüssel liegt in der Kombination aus Mineralogie, Mikrostrukturen und atmosphärischem Nachschub.
Woher die ersten Pioniere kommen
Die Analysen zeigen, dass ein Großteil der frühen Besiedler aus der Luft stammt. Wind und Wolken tragen Bakterien, Pilzsporen und winzige Algen über weite Strecken, oft über ganze Ozeane.
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- Regen spült Mikroben aus der Atmosphäre direkt auf die Lavaoberfläche.
- Wind verweht Staubpartikel mit angehafteten Organismen in Spalten und Mulden.
- Feine Ascheschichten liefern zusätzliche Mineralien und Oberflächenstrukturen.
Auf der Abkühlungsrinde bilden sich Risse, Blasen und mikroskopische Vertiefungen. Darin bleibt Tau, Regen oder Schmelzwasser länger stehen. Genau diese Mini-Reservoirs reichen vielen Bakterien, um erste Stoffwechselreaktionen zu starten.
Mikroben nutzen winzige Spalten im Basalt wie Schutzräume – dort herrschen milderes Mikroklima, etwas Feuchte und mineralische Nährstoffe.
Ein Teil der Organismen kann zudem in eine Art Trockenstarre wechseln. Sie überlebt extreme Hitze, UV-Strahlung und Austrocknung und wird erst wieder aktiv, wenn die Bedingungen etwas günstiger werden.
Vom schwarzen Gestein zum funktionierenden Ökosystem
In der Ökologie bezeichnet man solche Prozesse als „primäre Sukzession“: Lebensgemeinschaften entstehen auf einem völlig neuen, zuvor leblosen Substrat. Klassisch dienen dafür Beispiele wie Gletscherböden oder frisch entstandene Inseln. Das isländische Team konnte nun zeigen, dass der Startpunkt dieser Entwicklung viel früher liegt als angenommen.
Über die drei Untersuchungsjahre hinweg kristallisierten sich auf den Lavafeldern zwei deutliche Phasen heraus:
| Phase | Zeit nach Erstarren | Charakteristik |
|---|---|---|
| Frühe Kolonisation | Stunden bis erster Winter | Hohe Dynamik, viele wechselnde Arten, schnelle Besiedlung über Luft und Regen |
| Stabilisierung | ab erstem Winter | Gemeinschaften verfestigen sich, Struktur bleibt auch bei niedrigen Temperaturen erhalten |
Während der isländischen Winter sinken Temperaturen und Lichtverfügbarkeit deutlich. Die mikrobiellen Populationen gehen zurück. Die Analysen zeigen aber, dass die grundlegende Zusammensetzung erhalten bleibt. Viele Organismen fahren ihren Stoffwechsel herunter und warten auf die nächste günstige Phase.
Über Jahre hinweg verändern diese frühen Siedler die Gesteinsoberfläche chemisch. Sie lösen Mineralien an, setzen Spurenelemente frei, reichern organischen Kohlenstoff an und schaffen damit erste Nährstoffinseln. Moose, Flechten und später höhere Pflanzen finden dann einen etwas „vorbereiteten“ Boden vor.
Mikroben wirken wie unsichtbare Baumeister: Sie legen den biochemischen Grundstein für künftige Böden auf junger Lava.
Was das für Vulkanologie und Klimaforschung bedeutet
Für die Vulkanologie zeigt der Fund, dass frische Lavafelder nicht nur geologische, sondern auch biologische Hotspots sind. Ihr Einfluss endet nicht beim Erkaltungsprozess, sondern setzt sich in Form lebendiger Mikrobiome fort.
Diese Gemeinschaften könnten zudem eine Rolle in globalen Stoffkreisläufen spielen. Basalt bindet langfristig Kohlendioxid, wenn er chemisch verwittert. Mikroben beschleunigen diese Verwitterung, indem sie Säuren ausscheiden oder Mineraloberflächen aufbrechen. Damit können junge Lavafelder zu kleinen, lokal begrenzten, aber aktiven CO₂-Senken werden.
Für die Risikobewertung von Eruptionen eröffnet sich ein weiterer Blickwinkel. Nach einem Ausbruch stehen meist Gefahren wie Gase, Asche oder Erdrutsche im Fokus. Parallel dazu beginnt jedoch unmittelbar ein ökologischer Aufbauprozess. Das hilft, Wiederbesiedlungszeiten von Landschaften realistischer einzuschätzen – etwa für Landwirtschaft, Weidewirtschaft oder Tourismus in vulkanisch aktiven Regionen.
Astrobiologie: Was frische Lava auf der Erde über Leben auf anderen Welten verrät
Der isländische Befund interessiert auch Astrobiologen. Viele Himmelskörper im Sonnensystem sind von alten oder teils noch aktiven Vulkansystemen geprägt: etwa der Mars, einige Jupitermonde oder der Vulkanmond Io. Wenn Mikroben auf der Erde schon kurz nach dem Erstarren von Lava überleben, liegt ein Szenario nahe:
Wo immer sich Gestein, Wasser und ein Minimum an Stabilität treffen, könnte sich auch jenseits der Erde mikroskopisches Leben halten.
Sonden und Rover, die nach Spuren von Leben suchen, richten ihr Augenmerk traditionell auf alte Sedimente oder ehemalige Seen. Die neuen Daten legen nahe, auch junge oder gut erhaltene Vulkanstrukturen stärker zu berücksichtigen. Poröse Lavaschichten, Risse und basaltische Glasränder könnten geeignete Nischen für extremophile Mikroben darstellen.
Für künftige Mars-Missionen etwa wäre eine Kombination spannend: Bohrungen an den Rändern ehemaliger Lavaströme, dazu chemische Analysen von Mineraloberflächen und organischen Molekülen. Die isländischen Resultate liefern dafür ein irdisches Modell, wie schnell und robust sich solche Nischen beleben können.
Zusätzliche Perspektiven: Mikroben als Werkzeug und Risiko
Mikroorganismen auf frischer Lava sind nicht nur wissenschaftlich interessant, sie könnten auch praktische Anwendungen finden. Ihre Fähigkeit, Mineralien zu lösen oder Metalle anzureichern, macht sie zu Kandidaten für biotechnologische Verfahren, zum Beispiel für das „Biomining“ von Rohstoffen auf schwer zugänglichen Gesteinen.
Gleichzeitig lohnt ein Blick auf mögliche Risiken. In heißen Quellen und an Vulkanhängen leben Erreger, die für Menschen oder Tiere problematisch sein können. Bei zukünftigen Eruptionen in touristischen Gebieten stellt sich die Frage, welche mikrobiellen Gemeinschaften sich entwickeln und ob sie etwa Atemwegsprobleme verstärken können, wenn Wind sie aufwirbelt.
Wer das Thema vertiefen möchte, kann sich mit zwei Begriffen näher beschäftigen: „extremophile Mikroben“ und „chemolithotrophe Organismen“. Die ersten sind Spezialisten für Hitze, Kälte oder extreme Säuregrade. Die zweiten gewinnen Energie direkt aus anorganischen Stoffen, etwa aus Eisen- oder Schwefelverbindungen im Basalt. Beide Gruppen spielen auf jungen Lavafeldern eine zentrale Rolle und zeigen, wie flexibel Leben auf geologische Extreme reagiert.
