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The evolution of biological hydrogen oxidation as a key mechanism to prevent planetary water loss

Projektbeschreibung

Erkunden, wie Mikroorganismen das Wasser der Erde bewahren

Die Fähigkeit der Erde, ihr Wasser zu bewahren, ist entscheidend für das Leben. Um Wasserstabilität auf dem Planeten zu gewährleisten, muss verhindert werden, dass Wasserstoff ins All entweicht. Zwar verhindern die Atmosphäre und das Magnetfeld des Erde einen Teil des Wasserstoffverlusts, doch könnten die Funktionen von Mikroorganismen einen weiteren entscheidenden Faktor bilden. Das Team des ERC-finanzierten Projekts AQUA wird untersuchen, wie winzige Organismen durch Wasserstoffoxidation dazu beitragen, das Wasser auf unserem Planeten zu erhalten. Dieser weitverbreitete Prozess hat wahrscheinlich entscheidend dazu beigetragen, dass die Ozeane der Erde über Jahrmilliarden hinweg erhalten geblieben sind. Die Forschungsgruppe wird die Wasserstoffoxidation in mikrobiellen Gemeinschaften quantifizieren, die Spuren der Mikroorganismen im geologischen Wasserstoff entschlüsseln, deren Evolution nachverfolgen und den Wasserstoffkreislauf modellieren. Das Team von AQUA möchte aufzeigen, wie das Leben selbst die Wasserstabilität der Erde geprägt hat und wie es die Suche nach Leben auf anderen Planeten beeinflusst.

Ziel

Water is essential to planetary habitability, and Earth’s long-term water stability depends on mechanisms preventing hydrogen escape to space. Hydrogen on Earth is continually produced through geological and biological processes. While hydrogen production from water photolysis in the upper atmosphere is largely prevented by Earth’s magnetic field and atmospheric cold traps, hydrogen generated in the crust or near the planetary surface would escape to space unless oxidation processes act on it quickly. AQUA hypothesises that biological hydrogen oxidation is one of the major processes preventing planetary water loss and that it played a key role during Earth's evolutionary history. Biological hydrogen oxidation is an ancient and ubiquitous metabolism that spans all major branches of life and is prominent across Earth's environments. Simple calculations suggest that without biological hydrogen oxidation Earth would have lost a significant fraction of its oceans over time. By integrating microbiology, evolutionary biology, geochemistry, and planetary science, AQUA aims to unravel the role of biological hydrogen cycling in Earth’s water retention and its implications for the search of life in the universe. The project will focus on: (1) Quantify hydrogen oxidation in microbial communities using novel in situ and laboratory methods; (2) Decipher biological imprints on geological hydrogen across diverse settings; (3) Trace the evolution and biochemical basis of microbial hydrogen metabolism; and (4) Model biological hydrogen cycling’s role in planetary water retention and its potential as a biosignature for extraterrestrial life. Fieldwork in diverse geological settings, cutting-edge analytical techniques, and computational modeling will allow AQUA to reconstruct Earth's biological hydrogen cycling history. Insights from this project promise transformative advances in understanding Earth's redox balance, microbial ecology, clean energy prospects, and planetary sciences.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
Netto-EU-Beitrag
€ 2 996 250,00
Adresse
CORSO UMBERTO I, 40
80138 Napoli
Italien
Region
Sud Campania Napoli
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 996 250,00

Begünstigte (1)