Methan ersetzte Kohlendioxid vor 2,8 Milliarden Jahren als dominantes Treibhausgas

Manchen Theorien zufolge war es auf der Erde im Archaikum (zwischen 3,8 und 2,5 Milliarden Jahren vor heute) heiß wie in einer Sauna: Zwischen 60 und 80 Grad Celsius soll es damals warm gewesen sein. Für die Bruthitze war das Treibhausgas Kohlendioxid verantwortlich, das damals viel stärker in der Atmosphäre konzentriert war als heute.

Vor 2,8 Milliarden Jahren sanken die Temperaturen dann allmählich, gleichzeitig mit dem Auftreten der ersten Cyanobakterien (Blaualgen). David Schwartzmann von der Howard University in Washington D.C. und Ken Caldeira vom Lawrence Livermore Laboratory zufolge hingen beide Ereignisse zusammen. Sie vermuten, dass vor den Blaualgen noch andere primitive, mittlerweile ausgestorbene Bakterien lebten, die ebenfalls Photosynthese betrieben. Die Mikroben dieser von Kohlendioxid bestimmten Welt nutzten aber nicht Wasser, sondern Bikarbonat (CO32-) als Quelle für Sauerstoff.

Anscheinend kurbelte das Wachstum dieser Mikroben auch die Produktion von Methan an. Schließlich reicherte sich Methan, ebenfalls ein Treibhausgas, immer mehr in der Atmosphäre an, während die CO2-Konzentration abnahm. Die Temperaturen sanken daraufhin weiter und die Cyanobakterien traten auf den Plan, die Photosynthese auf der Basis von Wasser durchführen, vermuten die Forscher. Als vor etwa 2,2 Milliarden Jahren allmählich die Sauerstoffkonzentration anstieg, entwickelten die Mikroben einen Mechanismus, um Kohlendioxid im Inneren ihrer Zellen anzureichern.

„Das klassische Paradigma der Evolution, dass Veränderungen in der lokalen Umgebung zu natürlicher Selektion führen, sollte überdacht werden“, so Schwartzmann. „Auch Rückkopplungen zwischen Lebewesen und äußerer Umgebung, die die ganze Welt verändern können, müssen mit einbezogen werden.“