Een nieuw onderzoek onder leiding van een onderzoeksteam van de Rutgers University in de Verenigde Staten wijst erop dat de oorsprong van het leven op aarde mogelijk niet alleen geworteld is in de traditionele ‘bakermat’ van diepzeehydrothermale bronnen. De mineraalhoudende omgeving met hoge temperaturen, gevormd door de inslag van asteroïden of meteorieten, kan ook een sleutelfase vormen voor de chemie van het vroege leven.

Shea Cinquemani, de eerste auteur van het artikel, zei in een interview: "Vanuit wetenschappelijk perspectief weten we nog steeds niet hoe de vroege aarde, die geen leven had, de eerste lichting leven voortbracht. Hoe gebeurde deze stap uit het niets?" Cinquemani studeerde in 2025 af aan de School of Environmental and Biological Sciences aan de Rutgers University met een bachelordiploma in mariene biologie en visserijbeheer. Dit werk was ook een poging tot wetenschappelijk onderzoek die ze tijdens haar bachelorperiode voltooide.

Een gerelateerd overzichtsartikel werd gepubliceerd in de Journal of Marine Science and Engineering, dat zich richtte op het uitzoeken van de geologische omgevingen waar leven mogelijk is geboren, met een bijzondere nadruk op hydrothermale systemen - plaatsen waar mineraalrijke vloeistoffen met een hoge temperatuur in rotsen circuleren en uiteindelijk naar buiten stromen, waardoor aanzienlijke energiegradiënten en diverse chemische omstandigheden ontstaan, waardoor complexe reacties worden veroorzaakt. Naast de traditionele hydrothermale bronnen in de diepzee richt het artikel zijn aandacht op hydrothermale systemen gevormd door meteorietinslagen, waarbij wordt aangenomen dat dit type omgeving op de vroege aarde heel gebruikelijk was, maar lange tijd werd genegeerd.

Het artikel werd mede ondertekend door Sinquemani en oceanograaf Richard Lutz van de Rutgers University. Voor een niet-gegradueerde student werd het leiden van de recensie als eerste auteur door zijn supervisor omschreven als een 'zeer ongebruikelijke prestatie'. Lutz zei: "Het is niet ongebruikelijk dat studenten deelnemen aan papers, en docenten nodigen vaak excellente studenten uit om deel te nemen aan projecten. Maar het publiceren van zo'n paper met een student als eerste auteur heeft een heel andere betekenis." In eerste instantie was dit werk slechts een klasopdracht voor Cinquemani in de cursus "Oceanic Hydrothermal Vents". Het onderwerp dwong haar om na te denken: als er vergelijkbare hydrothermale systemen bestaan ​​op andere planeten, zijn ze dan in staat leven te voeden?

Sinquemani gaf toe dat hij, toen hij de opdracht voor het eerst ontving, ‘bijna geen idee had’. "Nadenken over de oorsprong van het leven op een andere planeet voelt heel surrealistisch. Oorspronkelijk was ik meer bekend met de pure biologie, maar dit onderwerp bracht me in de scheikunde, natuurkunde en zelfs de geologie." Na haar afstuderen breidde ze haar lesopdracht uit tot een meer systematische review, waarbij ze het hydrothermale systeem dat door de inslag werd gevormd, vergeleek met diepzeehydrothermale ventilatieopeningen. Het artikel werd uiteindelijk geaccepteerd na vijf rondes van strenge beoordeling en vijftien pagina's met meningen.

Sinds hun ontdekking eind jaren zeventig zijn diepzeehydrothermale bronnen een ‘hot candidate’ in het onderzoek naar de oorsprong van het leven. Deze omgeving heeft geen zonlicht nodig om een ​​heel ecosysteem te ondersteunen, en micro-organismen zijn voor hun energie afhankelijk van chemicaliën zoals waterstofsulfide en overleven door middel van chemische synthese in plaats van fotosynthese. De warmtebron van hydrothermale systemen kan afkomstig zijn van vulkanische activiteit in de aardkorst of van chemische reacties tussen water en rotsen. Zelfs zonder magma kan er plaatselijk een warme ‘oase’ ontstaan ​​in de koude diepzee.

Cinquemani's werk zet dit traditionele onderzoekskader voort en benadrukt de potentiële rol van impactgedreven hydrothermale systemen bij het ontstaan ​​van leven. Wanneer een grote meteoriet de aarde raakt, wordt de enorme kinetische energie onmiddellijk omgezet in hoge temperaturen, waardoor de omringende rotsen smelten. De inslagkrater verzamelde vervolgens water tijdens het afkoelingsproces, waardoor een speciale omgeving ontstond met een extreem warm centraal gebied en omgeven door water. Heet water en mineralen worden continu uitgewisseld en vormen een systeem dat lijkt op diepzee-hydrothermale ventilatieopeningen. "Je krijgt een kern met hoge temperaturen omringd door meerwater, waardoor een hydrothermisch systeem ontstaat dat lijkt op de diepe oceaan, maar de warmtebron komt eerder van inslagen dan van vulkanen," zei Cinquemani.

Om de ware evolutie van dergelijke omgevingen en hun potentieel om de chemie van het leven te ondersteunen, beoordeelde het artikel drie typische kratergevallen uit verschillende perioden: de Chicxulub-inslagkrater in Mexico, die ongeveer 65 miljoen jaar geleden werd gevormd en verband houdt met het uitsterven van dinosauriërs; de Haughton-inslagkrater in het Canadese Noordpoolgebied, die ongeveer 31 miljoen jaar geleden werd gevormd; en het Lonar-meer in India, dat ongeveer 50.000 jaar geleden werd gevormd en nog steeds bestaat als een meer. De hydrothermale systemen die door deze inslagen worden gevormd, kunnen duizenden tot tienduizenden jaren actief blijven, waardoor eenvoudige moleculen een tijdsvenster krijgen om geleidelijk te evolueren naar complexere organische structuren.

Onderzoekers zijn van mening dat dit soort door inslagen veroorzaakte hydrothermische omgevingen in de vroege aarde, toen meteorieten en kometen veelvuldig bezochten, veel vaker voorkwamen dan vandaag de dag, en daarom een ​​onderschatte rol hebben gespeeld bij de geboorte van leven. Deze hemelse inslagen die vaak als ‘catastrofaal’ worden beschouwd, kunnen ook de chemische laboratoria hebben gebouwd die nodig zijn voor het ontstaan ​​van leven. Dit idee is een voortzetting van tientallen jaren van accumulatie van de theorie van hydrothermale bronnen in de diepzee en breidt mogelijke scenario's voor de oorsprong van het leven uit de diepzee uit naar meren en ondergrondse systemen in inslagkraters.

Lutz zelf was een van de eerste pioniers in het onderzoek naar diepzeehydrothermale bronnen. Tijdens zijn postdoctorale periode dook hij meer dan anderhalve kilometer onder het zeeoppervlak aan boord van de Alvin-onderzeeër en was hij getuige van welvarende ecosystemen in totale duisternis. Aangenomen wordt dat deze reizen een nieuw onderzoeksveld hebben gecreëerd en het begrip van de wetenschappelijke gemeenschap hebben vernieuwd over 'leven kan bestaan ​​zonder zonlicht'. "We discussiëren al jaren over de mogelijkheid dat leven geboren zou kunnen zijn in diepzee hydrothermale bronnen," zei Lutz.

Deze recensie van Cinquemani integreert bestaand diepzeebewijsmateriaal, maar introduceert ook steeds recentere resultaten over impactgestuurde hydrothermale systemen, met het argument dat beide soorten omgevingen het potentieel hebben om belangrijke chemische reacties in de beginfase van het leven te ondersteunen. Deze verandering in perspectief houdt niet alleen verband met de geschiedenis van de aarde zelf, maar wijst ook op de verkenning van buitenaards leven: de wetenschappelijke gemeenschap speculeert dat er mogelijk sprake is van actieve hydrothermische activiteit onder de ijzige manen zoals Jupiters maan Europa en Saturnusmaan Enceladus, en soortgelijke omgevingen kunnen zijn ontstaan ​​in de vroege inslagkraters van Mars. Als hydrothermale vloeistoffen en impactsystemen op aarde inderdaad het leven kunnen ‘voorverwarmen’, kunnen ze ook belangrijke aanwijzingen en doelgebieden opleveren voor toekomstige zoektochten naar buitenaards leven.

Voor Sinquemani zelf komt dit onderzoek meer voort uit een gemeenschappelijke menselijke nieuwsgierigheid. Momenteel werkt ze als technicus bij het Aquaculture Innovation Center van Rutgers University in Cape May, New Jersey, waar ze zich bezighoudt met aquacultuurgerelateerd wetenschappelijk onderzoek terwijl ze zich voorbereidt op verdere studies in de mariene wetenschappen. "De menselijke nieuwsgierigheid is bijna eindeloos", zei ze. "We zullen vragen blijven stellen en proberen de oorsprong van alles te achterhalen. Misschien zullen we het moment waarop het leven werd geboren nooit nauwkeurig kunnen herstellen, maar we kunnen wel zo dichtbij mogelijk komen om te begrijpen hoe de dingen hadden kunnen gebeuren."