Ur-Ozeane liefern Einblicke in Entstehung des Lebens

Analysen von eisenreichem Gestein wie es nur in den Ur-Ozeanen der Erde gefunden wird, hat neues Licht in die Geschichte der Entwicklung des Lebens gebracht.

Ein Team um Robert Frei vom Institut für Geographie und Geologie an der Universität von Kopenhagen konnte erstmals den Anstieg und den Fall vom Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre über die vergangenen 3,8 Mrd. Jahre nachvollziehen. Demnach ist es vor rund 580 Mio. Jahren zu einem starken Anstieg des atmosphärischen Sauerstoffs gekommen. Das hat dann zur Entwicklung von regem Leben auf der Erde geführt.

„Wir haben Chrom-Isotopen in den ersten eisenreichen Sedimenten der Ur-Ozeane untersucht“, so Frei im pressetext-Interview. Die Gesteinsproben wurden sowohl im südlichen Afrika, in Simbabwe, Botswana und Südafrika genommen als auch in Wyoming und in Südamerika. „Dabei konnten wir feststellen, dass es zwei wesentliche Zeiträume gegeben hat. Der erste war vor etwa 2,5 Mrd. Jahren mit ansteigendem Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre.“ Allerdings sei dies pulsartig geschehen und in manchen Regionen sind zwischendurch die Sauerstoffgehalte auf Werte vor diesem Ereignis abgesunken, so Frei. Zu einem zweiten wesentlichen Anstieg sei es dann im Zeitraum vor 700 bis 542 Mio. Jahren gekommen. Das habe schließlich die Entwicklung höherer Lebewesen möglich gemacht. Das neue Studienergebnis kommt zum Schluss, dass dieser Zeitraum übrigens 200 Mio. Jahre früher geschehen ist als bisher vermutet.

Die Chrom-Isotopen signalisieren über die Verwitterung genau, wie sich die Erde entwickelt hat, erklärt Frei. Chrom wurde freigesetzt und ins Meer gespült, wo es im eisenreichen Sediment am Meeresgrund abgelagert und damit gefangen wurde. „Die Untersuchungen machen klar, dass das Klimageschehen auf der Erde in pulsartigen Events über die Bühne ging“, so Frei. Man sei immer davon ausgegangen, dass es einen kontinuierlichen Anstieg des Sauerstoffs gegeben habe. Das können wir widerlegen.“ Auch für das Klima in der Jetztzeit habe das Studienergebnis Relevanz. „Wir müssen lernen, den hintergründigen Trend vollständig zu verstehen. Das können wir möglicherweise mit der Korrelation der Events aus der Urgeschichte.“ Dabei gehe es um die Frage, ob das menschliche Zutun die statistisch bevorstehende Kaltperiode bremsen kann. „Um dafür genauere Angaben machen zu können, fehlt es an Gesamtverständnis“, so Frei.

Eines steht für Frei allerdings außer Zweifel: „Das Sonnensystem und die Erde entstanden vor 4,567 Mrd. Jahren – mit einer Abweichung von plus/minus zwei Mio. Jahren.“ Das sei eine verlässliche Angabe, meint der Experte für Isotopengeologie.