Das Leben an Land ist 300 Millionen Jahre älter als gedacht

Der Barberton Greenstone Belt in Südafrika: Wo heute felsiges Grasland ist, floss vor 3,2 Milliarden Jahren ein verwilderter Fluss ("Zopfstrom"). In dessen Ebene lebten Bodenorganismen. Foto: Sami Nabhan/FSU Jena

Die Felsen des so genannten Barberton Greenstone Belt zählen zu den ältesten bekannten Gesteinen der Erde. Sie sind bis zu 3,5 Milliarden Jahren alt. In einer Schicht, die auf 3,22 Milliarden Jahre datiert wird, fanden die Forscher winzige Körnchen des Minerals Pyrit, ein Eisensulfid.

Die Körnchen weisen klare Anzeichen von Beeinflussung durch Mikroorganismen auf: dabei geht es um die Verteilung von Spurenelementen ebenso wie um das Verhältnis der Schwefelisotope 34S und 32S im Pyrit.

Im SIMS-Labor des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ wies Michael Wiedenbeck nach, dass der 34S-Anteil im Kern der Kristalle in charakteristischer Weise vom 34S-Anteil in deren Randzonen abweicht. Das wiederum deutet darauf hin, dass Mikroorganismen den Schwefel am Rand der Kristalle umgewandelt haben. Der Prozess heißt biogene Fraktionierung.

Das Kürzel SIMS steht für Sekundäre Ionenmassenspektrometrie. Das Gerät ist seit 2013 am GFZ in Betrieb und hat für die vorliegende Studie Proben analysiert, die weniger als ein Milliardstel Gramm wiegen.

Die Zusammensetzung des Gesteins, die Schichtung und die Form der Kristalle deuten alle darauf hin, dass die Felsen ihren Ursprung in einem alten Bodenprofil hatten. Dieser „Paläoboden“ entstand vor mehr als drei Milliarden Jahren in einer Flussebene eines so genannten Zopfstroms. Der Fluss transportierte Sedimente, welche die Eisensulfide enthielten, und lagerte sie in der Ebene ab.

Dort, so folgern die Forscher aus den Daten, lebten Mikroorganismen in einer Bodenzone, die abwechselnd feucht und trocken war, und verursachten die typischen Ränder an den Pyritkristallen. Damit, so die Forscher in „Geology“ seien Bodenlebewesen nachgewiesen, die vor mindestens 3,2 Milliarden Jahren außerhalb der Ozeane lebten. Das rückt den Sprung an Land durch das Leben um rund 300 Millionen Jahre weiter zurück als bisher bekannt.

Originalstudie: Sami Nabhan, Michael Wiedenbeck, Ralf Milke and Christoph Heubeck: Biogenic overgrowth on detrital pyrite in ca. 3.2 Ga Archean paleosols. In: Geology, vol. 44, No. 9 (DOI: 10.1130/G38090.1)

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Josef Zens Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

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