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Montag, 23.10.2017
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Ohne Ton kein Leben?

Tonmineralien spielten entscheidende Rolle für Sauerstoffanstieg im Präkambrium

Erst die Existenz von Tonerde machte die Entstehung des Lebens auf der Erde möglich. Darauf deutet eine neue, in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Science veröffentlicht Studie hin. Demnach förderte eine vermehrte Tonbildung in den Böden der präkambrischen Erde den plötzlichen Anstieg des Sauerstoffs in der Erdatmosphäre – und schuf damit die Voraussetzung für tierisches Leben.
Tonerde

Tonerde

Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Riverside untersuchten für ihre Studie Sedimentgestein in Australien, China und Skandinavien, dessen Alter hunderte von Millionen Jahre repräsentierte. Ziel war, herauszufinden, wann die Tonminerale im Sediment von nahezu null auf das heutige Maß der Ablagerung anstiegen. Bei der Analyse des Gesteins fanden die Wissenschaftler Belege für einen Anstieg der Ablagerung von Tonmineralien in den urzeitlichen Meeren vor 1,1 bis 0,54 Milliarden Jahren. Zu dieser Zeit, dem späten Präkambrium, erhöhte sich der Sauerstoffgehalt in der Atmsphäre sehr schnell. Die ersten Tierfossilien entstammen der Zeit vor 600 Millionen Jahren – nach geologischen Maßstäben gemessen nur kurze Zeit später.

Rätsel der „späten“ Tiere


„Eines der Dinge, die wir am wenigsten verstehen, ist, warum die Tiere erst so spät in der Erdgeschichte auftauchen“, erklärt Kennedy. „Warum warteten sie bis zur elften Stunde, während Beweise für primitives Leben Milliarden Jahre zurückreichen? Eine der naheliegendsten Erklärungen ist der Anstieg der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre, der für Tiere unabdingbar ist und während weiter Teile der irdischen Frühgeschichte einfach zu niedrig lag.“

„Unsere Studie zeigt zum ersten Mal, dass die ersten Böden, die die Erdoberfläche bedeckten, die Bildung von Tonmineralen förderten und damit die entscheidenden geochemischen Prozesse ermöglichten, die die Atmosphäre mit Sauerstoff anreicherten und tierisches Leben entstehen lassen konnten“, so Kennedy.


Tonablagerung setzt Sauerstoff frei


Tonminerale bilden sich in Böden durch biologische Interaktionen mit verwitterndem Gestein. Sie werden abgetragen und landen früher oder später im Meer, wo sie als Schlamm zu Boden sinken und sich ablagern. Das Tone chemisch sehr reaktiv sind, ziehen sie organische Materie aus dem Meerwasser an, absorbieren sie und konservieren sie gleichzeitig. Bei diesem Prozess wird Sauerstoff freigesetzt, der an die Atmosphäre abgegeben wird.

“Wir erwarteten, dass wir erst gegen Ende des Präkambriums, als das komplexe Leben entstand, einen signifikanten Anteil von Tonmineralen finden würden, während frühere Sedimente weniger Ton enthalten“, erklärt Martin Kennedy, Professor für Geologie und Geochemie und Leiter der Studie. „Und genau das ist es, was wir gefunden haben.“

Hinweise für Suche nach extraterrestrischem Leben


Die Studie weckte auch das Interesse der NASA, die einen Teil der Förderung übernahm. „Die NASA will wissen, welche Bedingungen auf fremden Planeten für eine Entstehung von Leben günstig sind“, so Kennedy. „Was sind die Prozesse? Welches sind die notwendigen Schritte, die ein Planet durchlaufen muss, um komplexes tierisches Leben zu bilden? Wenn Sauerstoff dabei die Stoffwechselgrundlage ist, dann müssen wir wissen, welche Bedingungen herrschen müssen, um dies zu ermöglichen. Das Modell Erde und ihre Geologie liefern uns Hinweise auf die Schritte, die hier abgelaufen sind.“
(University of California - Riverside, 03.02.2006 - NPO)
 
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