Även om det är okänt hur livet började, det finns en gemenskap av forskare som misstänker att det inträffade i eller runt hydrotermiska djuphavsmiljöer. På sådana platser, vatten som värms upp genom kontakt med varma stenar från jordens mantel rinner ut i det nedre havet, passerar över och genom mineraler som själva fälls ut genom växelverkan mellan detta varma vatten och kallt havsvatten. Mineralerna inkluderar ofta metallsulfider, som järnsulfid, även känd som pyrit eller dårguld. När de faller ut, dessa mineralfällningar börjar bilda kanaler för det varma ventilationsvattnet, och eftersom de metallhaltiga mineralerna är elektriskt ledande och sammansättningarna av ventilationsvattnet och havsvattnet är olika, en elektrisk gradient skapas – något som liknar ett naturligt batteri – med elektrisk ström som strömmar från ventilvattnet genom mineralerna och ut i havet. Ett team ledd av Tokyo Institute of Technology/Earth-Life Science Institute (ELSI) forskare har nu via noggranna laboratorieexperiment visat att denna ström kan reducera metallsulfidmineralerna till inhemska metaller och blandade metallsulfid/metallkonglomerat, vilket i sin tur kan minska och katalysera reduktionen av olika organiska föreningar.

Teamet ledd av Norio Kitadai, en ansluten forskare vid Tokyo Institute of Technology/Earth-Life Science Institute (ELSI) samt en vetenskapsman vid Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), producerade en uppsättning elektrokemiska reaktioner i laboratoriet som misstänks ha genererats i tidiga hydrotermiska ventilationsmiljöer på havsbotten. De visade att metallsulfider, inklusive de av järn, koppar, leda, och silver (varav några är vanliga mineraler i hydrotermiska ventilationsmiljöer), omvandlades till inhemska metaller genom elektroreduktion. Komplex av metallsulfid och reducerad metall framställdes också under processen. Det upptäcktes också att flera organiska kemiska reaktioner som är oumbärliga i det moderna livet främjades av dessa komplex. Författarna tror att metallerna och metallsulfiderna fungerade som reduktionsmedel och katalysatorer för dessa reaktioner.

Denna forskning identifierar en ny mekanism för att skapa organiska föreningar som drivs av hydrotermisk elproduktion i hydrotermiska vätskor. En spännande innebörd av detta arbete är att, eftersom elektrisk ström verkar genereras universellt i djuphavsmiljöer med hydrotermiska ventiler på jorden, överallt där sådana hydrotermiska processer förekommer i hela kosmos bör också främja denna typ av kemi. Verkligen, senaste astronomiska och rymdskeppsbaserade observationer tyder på att det kan finnas kraftig hydrotermisk aktivitet på månarna Saturnus och Jupiter (Enceladus och Europa), och hydrotermisk aktivitet var sannolikt vanlig på tidiga Mars. Ytterligare forskning om effekterna av olika metaller och elektriska gradienter förväntas avslöja mycket mer om de miljöförhållanden som kan underlätta prebiotisk kemi. Detta kan i slutändan leda till en bättre förståelse av universaliteten och likheten med livet i universum.