Der Don-Juan-See in der Antarktis gehört zu den außergewöhnlichsten Geoformationen der Erde: Obwohl er inmitten der Antarktis liegt, friert er nie zu, weil er das salzhaltigste Gewässer der Welt ist – nicht einmal bei minus 40 Grad Celsius. Sein Salzgehalt ist 18 Mal so hoch wie jener der Ozeane und acht Mal so hoch wie der des Toten Meers. Und der See produziert Lachgas (N₂O) durch eine zuvor völlig unbekannte chemische Reaktion, wie Samantha Joye von der University of Georgia in Athens und ihre Kollegen nun berichten.

In der Natur produzieren normalerweise Mikroorganismen dieses Stickoxid, zumal in den hohen Konzentrationen, wie sie die Wissenschaftler nachgewiesen haben: In den Mengen, wie sie vor Ort gemessen wurden, tritt das Gas sonst nur über überdüngten tropischen Böden auf. Die Suche nach Lebewesen schlug jedoch fehl – ebenso wie der Nachweis von Methan und Schwefelwasserstoff, die ebenfalls oft biogenen Ursprungs sind. Stattdessen entsteht das Lachgas, das zu den stärksten Treibhausgasen in der Atmosphäre zählt, durch eine anorganische Reaktion, bei der nitrithaltiges Solewasser mit eisenreichen Mineralen umgesetzt wird. Neben dem Stickoxid setzt der Vorgang auch Wasserstoff frei, wie Joyes Team im Labor bemerkte, als es salzhaltiges Wasser aus dem See mit verschiedenen Gesteinen aus dessen Umgebung zusammenbrachte.

"Dieser neu entdeckte Mechanismus könnte auch in anderen Ökosystemen auftreten und eine bislang unbekannte Rolle im Stickstoffkreislauf der Erde spielen, weil er Nitrat aus den Böden mobilisiert", so Joye. Nun wollen die Geowissenschaftler überprüfen, ob die Reaktion auch in anderen extremen Lebensräumen der Antarktis oder sogar in Böden der gemäßigten Breiten auftritt und Lachgas freisetzt. Denn das Stickoxid gewinnt zunehmend Bedeutung als Treibhausgas, dessen Wirkung 300 Mal stärker ist als die von Kohlendioxid; zudem schädigt es die Ozonschicht.

Und noch ein weiteres Ziel haben die Forscher vor Augen: Ihnen dient der Don-Juan-See als markantes Beispiel, wie auch auf dem Mars noch flüssiges Wasser vorhanden sein könnte – die Bedingungen im antarktischen Trockental in der Nähe der US-amerikanischen Mc-Murdo-Station ähneln denen unseres Nachbarplaneten. Seit seiner Entdeckung 1961 durch die Hubschrauberpiloten Don Roe und John Hickey – die Namenspaten der Salzlake – fasziniert das 1000 mal 400 Meter große Gewässer die Forschergemeinde. Mangels Niederschlägen hängt seine Ausdehnung vor allem vom hypersalinen Grundwasser ab, das in dem Becken austritt. Entsprechend starke Seespiegelstände sind die Folge, was auch Auswirkungen auf potenzielle Lebensgemeinschaften hat: Eine Expedition vor 30 Jahren entdeckte eine reichhaltige Flora aus Pilzen – darunter auch Hefen –, Bakterien und Cyanobakterien, die bei Joyes Besuch vollkommen verschwunden war. (dl)