Umschreibung der Erdgeschichte: Wissenschaftler widerlegen die Theorie eines globalen chemischen Krisenereignisses vor 2 Milliarden Jahren

Die Geschichte unseres Planeten, wie wir sie bisher verstanden haben, könnte einer ernsthaften Korrektur bedürfen. Lange Zeit war die wissenschaftliche Gemeinschaft der Ansicht, dass die Erde vor etwa zwei Milliarden Jahren den größten chemischen Wandel ihrer Geschichte durchlief. Man ging davon aus, dass zu dieser Zeit die Atmosphäre plötzlich mit Sauerstoff angereichert wurde, was die Grundlage für das Auftreten komplexer Lebensformen – Pflanzen und Tiere – schuf. Eine neue Studie von Forschern des California Institute of Technology (Caltech) stellt jedoch das Ausmaß dieses Ereignisses in Frage.

Vom globalen Katastrophenszenario zum lokalen Phänomen

Die traditionelle Theorie basierte auf der Analyse riesiger Mengen mikrobieller Biomasse, die in der Antike unter dem Meeresboden begraben wurden. Der Kohlenstoff, der in den Gesteinen und Böden jener Zeit gebunden war, wies extrem ungewöhnliche isotopische Merkmale auf. Jahrzehntelang wurden diese Signale als Beweis für schwerwiegende Störungen des globalen Kohlenstoffzyklus im planetaren Maßstab interpretiert. Chemische Beweise, die diese Hypothese stützten, wurden in Kernproben aus zwei Schlüsselstandorten gefunden: dem Françoise-Becken in Gabun und der Zaozernaja-Formation in Karelien (Russland).

Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung von Nivedita Thiagarajan schlug jedoch eine alternative Erklärung vor. Durch die Analyse mikroskopischer Luftblasen, die in den alten Gesteinen Kareliens eingeschlossen waren, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die anomalen Kohlenstoffisotopensignale lokalen Ursprungs sind. Sie sind das Ergebnis geologischer Prozesse, die sich innerhalb weniger hundert Quadratkilometer abspielten, und kein globales Ereignis, das den gesamten Planeten erfasste.

Die Rolle von Magma und methanverbrauchenden Bakterien

Der Schlüssel zum Rätsel wurde in der Untersuchung von Flüssigkeitseinschlüssen in Gesteinen gefunden, die reich an Pyrobitumen sind – einem unlöslichen organischen Kohlenstoff, der durch Erhitzen organischer Substanzen auf hohe Temperaturen entsteht. Die Forscher stellten fest, dass in der Vergangenheit eine Magma-Schicht durch alte marine Sedimentgesteine hindurchgedrungen war. Dies führte zur Erwärmung kohlenstoffreicher Ablagerungen und zur Bildung von Kohlenwasserstoffmolekülen wie Methan und Propan.

Diese Kohlenwasserstoffströme stiegen nach oben und wurden zu einer reichhaltigen Nahrungsquelle für methanverbrauchende Mikroorganismen, die am alten Meeresboden lebten. Im Prozess des Methanverbrauchs bildeten die Bakterien neue Biomasse, die in den Gesteinen charakteristische Signale leichter Kohlenstoffisotope hinterließ. Messungen zeigten einen klaren Temperaturgradienten: von 350 Grad Celsius am Kontaktpunkt mit dem Magma bis zu 72 Grad in einer Entfernung von etwa 300 Metern. Diese Serie lokaler geologischer und biologischer Prozesse erklärt die Anomalien in der Region Zaozernaja vollständig, ohne die Hypothese eines globalen Schocks heranziehen zu müssen.

Widersprüchliche Daten und neue Horizonte

Es gibt eine fundamentale Diskrepanz zwischen der etablierten Paradigma und den neuen Daten. Befürworter der klassischen Theorie weisen darauf hin, dass die Zaozernaja-Formation in Karelien als der zuverlässigste Ausgangspunkt für die Bestätigung eines globalen Wandels im Kohlenstoffzyklus galt. Wenn die Signale hier lokalen Ursprungs sind, verliert das Konzept eines planetaren Krisenereignisses vor 2 Milliarden Jahren seine wichtigste Stütze.

Die neue Perspektive, die vom Caltech vertreten wird, besagt, dass die Interpretation der Isotopendaten fehlerhaft war, da lokale thermische Anomalien ignoriert wurden. Der endgültige Spruch ist jedoch noch nicht gefällt. Eine internationale Forschungsgruppe aus 18 Ländern bereitet derzeit die Analyse von Gesteinsproben aus Gabun vor, die im Rahmen des Projekts GOE-DEEP gewonnen wurden. Der Vergleich der Ergebnisse aus Gabun und Karelien sollte die endgültige Antwort liefern: War dieses Ereignis lokal oder doch global?

Bedeutung der Entdeckung für das Verständnis der Evolution

Wenn sich die Hypothese der US-amerikanischen Wissenschaftler bestätigt, wird dies eine Überarbeitung der Vorstellungen darüber erfordern, wie sich die Atmosphäre der Erde und die Bedingungen für das Leben entwickelten. Das Verständnis der Mechanismen der Bildung von Erdgas und der Wechselwirkung von Magma mit der Biosphäre in der Antike eröffnet neue Wege für geologische Forschungen. Die im Hauptquartier der Norwegischen Geologischen Dienststelle aufbewahrten Kernproben werden zum entscheidenden Faktor in dieser wissenschaftlichen Debatte, die unser Verständnis der Evolution unseres Planeten auf den Kopf stellen könnte.