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Leben vor 4,2 Milliarden Jahren?

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Grab im Kristall: Ein winziger, in einem Zirkonkristall eingeschlossener Diamant könnte aus den Überresten der ersten Lebewesen bestehen. Bild: Martina Menneken
Schon während der ersten, turbulenten Jahrmillionen der Erdgeschichte könnte der Planet belebt gewesen sein. Darauf deutet die chemische Zusammensetzung von 22 winzigen Diamantkörnchen hin, die in 4,2 Milliarden Jahre alten Zirkonkristallen aus Australien eingeschlossen sind. Forscher um Alexander Nemchin haben jetzt entdeckt, dass der in den Diamanten enthaltene Kohlenstoff ungewöhnlich leicht ist ? was in jüngeren Diamanten als Hinweis auf einen biogenen Ursprung gesehen wird.

Die Zirkone aus den Jack Hills in Westaustralien sind ein einzigartiges Fenster ins Hadaikum ? das ungemütliche erste Zeitalter der Erdgeschichte, das vor 4,5 Milliarden Jahren mit der Geburt des Mondes begann und vor etwa 3,9 Milliarden Jahren mit einem heftigen Meteoritenhagel endete. Zirkon ist ein besonders widerstandsfähiges Mineral, das Verwitterung, Versenkung in der Erdkruste und andere geologische Abenteuer nahezu unverändert übersteht. Die 18 Kristalle, die bereits 1983 aus drei Milliarden Jahre altem Granit gelöst wurden, wurden später auf ein Alter von bis zu 4,4 Milliarden Jahren datiert. Die 18 Körnchen sind damit die bisher einzigen direkten Zeugnisse aus dem Hadaikum.

Bislang nahmen Geowissenschaftler an, dass die Umweltbedingungen erst nach dieser höllischen Zeit so stabil wurden, dass das Leben auf der Erde Fuß fassen konnte. Die ersten unzweifelhaften Hinweise auf Leben sind 3,5 Milliarden Jahre alt. Umstritten ist dagegen, ob es sich bei 3,8 Milliarden Jahre alten Kohlenstoff-Resten in Gestein aus Grönland um Lebensspuren handelt.

Mit einer zerstörungsfreien Analysemethode untersuchten Nemchin und seine Kollegen nun das Verhältnis des leichten Kohlenstoff-Isotops C-12 zur schwereren Variante C-13 in Diamant- oder Graphiteinschlüssen innerhalb der Zirkone. Die Forscher stellten fest, dass der Kohlenstoff ungewöhnlich leicht war. Da Mikroorganismen bevorzugt die leichtere Kohlenstoff-Variante in ihre Zellen einbauen, wird solch ein Isotopen-Verhältnis in Diamanten gewöhnlich als Zeichen für einen biologischen Ursprung gewertet. „Die Zusammensetzung der Kohlenstoffisotope ist ein Hinweis darauf, dass bereits vor 4,25 Milliarden Jahren Leben existiert haben könnte“, sagt Martina Menneken von der Universität Münster, die an der Studie beteiligt war.

Allerdings weisen die Forscher darauf hin, dass leichter und schwerer Kohlenstoff auch durch rein chemische Prozesse in der Erdkruste voneinander getrennt werden können ? zumal die geologischen Prozesse im Hadaikum wahrscheinlich völlig anders abliefen als in späteren Zeitaltern. „Ein Beweis für die Existenz von Leben vor 4,25 Milliarden Jahren sind unsere Daten nicht“, sagt Menneken, „doch sie werfen die Frage auf, wie diese unerwartete Kohlenstoff-Zusammensetzung zustande gekommen ist.“

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Alexander Nemchin (Curtin University of Technology, Bentley, Australien) et al.: Nature, Bd. 454, S. 92 Ute Kehse
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