Rätsel um die Urerde

 Für das Erdmännchen haben die 2,7 Milliarden Jahre alten Regentropfen-Abdrücke keine Bedeutung - für Klimaforscher dafür eine umso größere. Foto: Wlady Altermann/University of Pretoria
Für das Erdmännchen haben die 2,7 Milliarden Jahre alten Regentropfen-Abdrücke keine Bedeutung - für Klimaforscher dafür eine umso größere. Foto: Wlady Altermann/University of Pretoria
Nur äußerst selten stoßen Geowissenschaftler auf direkte Spuren von Niederschlag, der vor Jahrmilliarden fiel. Denn nur unter ganz bestimmten Bedingungen härten die bloß wenige Millimeter großen Abdrücke aus und bleiben der Nachwelt erhalten: Viel Niederschlag und Wind lässt sie gleich wieder verschwinden.

Wissenschaftler um Sanjoy Som von der University of Washington in Seattle haben im südafrikanischen Ventersdorp bei Johannesburg winzige 2,7 Milliarden Jahre alte Abrücke in vulkanischer Asche im wahrsten Sinne des Wortes unter die Lupe genommen: Sie gossen Latex über 955 Mini-Krater und analysierten deren Größe mithilfe eines Laserscanners. Anhand des Durchmessers konnten die Wissenschaftler Rückschlüsse ziehen auf die Fallgeschwindigkeit der Regentropfen, die Beschaffenheit des Untergrunds und ? der Hauptgrund für ihre Untersuchung ? den Luftdruck. ?Die Druckverhältnisse sind der erste Schritt, um die Zusammensetzung der damaligen Atmosphäre nachzuvollziehen?, erklärt Som.


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?Da die Sonneneinstrahlung vor 2,7 Millionen Jahren um etwa 20 bis 30 Prozent schwächer war als heute, hätte die Erde ? bei gleicher Zusammensetzung der Atmosphäre wie heute ? gefroren sein müssen?, erklärt der Astrobiologe. Fluss- und Meeresablagerungen belegen aber, dass das nicht der Fall war. Deshalb nahmen Wissenschaftler bisher an, dass der Luftdruck einst viel höher war als heute und Treibhausgase entsprechend mehr Wärme aufnehmen konnten, was wiederum zur Erwärmung der Atmosphäre führte.

Mehr Treibhausgase sorgten für warmes Klima

Die Ergebnisse von Som und seinen Kollegen sprechen jedoch für ein anderes Szenario. Die Forscher verglichen die 2,7 Milliarden alten Abdrücke in Südafrika mit denen heutiger Asche ähnlicher Zusammensetzung. Ihre Wahl fiel auf Asche des Eyjafjallajökulls auf Island und auf die eines hawaiianischen Vulkans. Dann ließen sie Wassertropfen aus einer Höhe von etwa 30 Metern darauf fallen. Mit flüssigem Kunststoff und Haarspray beschleunigten die Forscher die sonst Jahrtausende andauernde Aushärtung und analysierten die Spuren der modernen Regentropfen mit dem Laserscanner.

Wie man weiß, ist die Größe der ?Einschläge? vom Luftdruck abhängig: Je größer der Luftdruck, desto geringer die Fallgeschwindigkeit der Regentropfen und desto kleiner die Abdrücke.

Ergebnis: Unter der Annahme, dass die größten Abdrücke von den größten Tropfen verursacht wurden, kann der atmosphärische Druck maximal doppelt so groß gewesen sein wie heute, sagen die Wissenschaftler. Da solche großen Abdrücke jedoch sehr selten sind, halten sie ähnliche Druckverhältnisse wie heute ? oder sogar niedrigere ? für viel wahrscheinlicher. Und das bedeutet: Die Konzentration der Treibhausgase muss deutlich höher gewesen sein. ?Die Erde von heute und die von vor 2,7 Milliarden Jahren sind also wie zwei völlig unterschiedliche Planeten?, resümiert Sonjoy Som.
Sonjoy Som (University of Washington, Seattle) et al.: Nature, doi: 10.1038/nature10890

© wissenschaft.de ? Marion Martin


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