Der Lehm und das Leben
Forscher: Produktion von Tonmineralien ließ den Sauerstoffgehalt vor 700 Millionen Jahren stark ansteigen
Einen ungeahnten Zusammenhang zwischen Ton und Tieren haben Martin Kennedy von der University of California in Riverside und seine Kollegen jetzt entdeckt: Den Forschern zufolge entstanden auf der Erde im so genannten Proterozoikum, dem Erdzeitalter vor 1,1 Milliarden bis 543 Millionen Jahren, erstmals größere Mengen von Tonmineralien. Gleichzeitig stieg die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre stark an, was höheres Leben überhaupt erst ermöglichte, schreiben die Forscher in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Science.
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Kennedy und seine Kollegen vermuten, dass zwischen beiden Phänomenen ein direkter Zusammenhang bestand: Die Tonmineralien verhinderten, dass große Teile der toten organischen Materie im Meer oxidiert wurden. So wurde im Meer weniger Sauerstoff verbraucht, der sich daraufhin im Meerwasser und in der Atmosphäre anreicherte.
Der Theorie der Forscher zufolge müssen während des Proterozoikums erste einfache Lebewesen das Land besiedelt haben, wahrscheinlich Pilze, Algen und Flechten. Während die Gesteine vorher nur durch Wind und Wetter verwitterten, entstand damals zum ersten Mal richtiger Boden, eine Mischung aus organischer Materie und verwitterten Gesteinen. Die Pilze und Flechten verstärkten die Verwitterung zum einen, zum anderen veränderten sie sie auch chemisch. Unter anderem entstanden durch die biologischen Aktivitäten erstmals größere Mengen von Tonmineralen, die schließlich ins Meer gespült wurden.
Im Meer dürften die reaktionsfreudigen Minerale organische Materie an sich gebunden haben, die daraufhin, vor weiterer Oxidation geschützt, im Meeresboden abgelagert wurde. Dieser Prozess ist, wie Umweltforscher in den vergangenen zehn Jahren herausgefunden haben, bis heute ein wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs. Die Forscher vermuten, dass dieses der entscheidende Schritt war, der die Ausbreitung tierischen Lebens ermöglichte: Weil nun weniger Sauerstoff bei der Zersetzung organischer Materie verbraucht wurde, konnte er sich im Meerwasser anreichern.
Um ihre These zu belegen, untersuchten die Forscher das Vorhandensein von Tonmineralien in den Sedimenten des Proterozoikums. Wie sie vermutet hatten, fanden sie in älteren Schichten praktisch keine dieser Minerale. Ungefähr vor 700 Millionen Jahren begann ihre Menge dann langsam anzusteigen. "Heute machen Tonmineralien den größten Anteil der abgelagerten Sedimenten aus", berichtet Kennedy, "in uralten Gesteinen fehlen sie praktisch völlig."
"Bislang haben wir nicht verstanden, warum Tiere erst so spät in der Erdgeschichte aufgetaucht sind", sagt Kennedy. "Die wahrscheinlichste Erklärung ist die, dass der Sauerstoffgehalt während des größten Teils der Erdgeschichte zu gering für tierisches Leben war." Mit den Blaualgen tauchten die Erfinder der Photosynthese zwar schon vor mindestens 2,8 Milliarden Jahren auf. Die ersten, einfachen mehrzelligen Tiere erschienen dagegen erst vor etwa 600 Millionen Jahren. Vor 543 Millionen Jahren entfalteten sich die Mehrzeller schließlich schlagartig zu großer Formen- und Artenvielfalt.
Martin Kennedy (University of California in Riverside) et al: "Late Precambrian Oxygenation; inception of the clay mineral factory" Sciencexpress, 2. Februar 2006
Ute Kehse
