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Quelle: GFZ

See im Dschungel: neue Einblicke in die Entwicklung der Erdatmosphäre vor 3 Mrd. Jahren

Vor drei Milliarden Jahren herrschten auf der Erde noch ganz andere Bedingungen als heute: Die Meere enthielten kaum freien Sauerstoff und die Sedimente des Meeresgrunds bestanden zu einem großen Teil aus Eisenmineralen. Dass die Ozeane damals überhaupt flüssig und nicht gefroren waren, obwohl die Sonne noch nicht dieselbe Kraft hatte wie heute, wird als „Paradoxon der jungen schwachen Sonne“ bezeichnet. Ursache hierfür könnte eine sehr hohe Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre gewesen sein. Ursprung und Natur dieser Gase geben jedoch bis heute Rätsel auf. Nun liefern Messungen an den Sedimenten des indonesischen Towuti-Sees neue Hinweise. An seinem Grund herrschen ähnliche Bedingungen wie in den Meeren vor drei Milliarden Jahren. Unter der Leitung von Jens Kallmeyer vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ), Sean Crowe von der University of British Columbia (UBC) in Kanada und Cynthia Henny vom Indonesian Institute of Science (LIPI) hat ein Forschungsteam von vierzehn Institutionen aus insgesamt fünf Ländern gezeigt, dass Mikroben in diesen Sedimenten – entgegen hergebrachten Theorien – große Mengen Methan freisetzen. Auf der frühen Erde hätte sich das in der Atmosphäre angesammelt und den starken Treibhauseffekt bewirkt. Die Studie ist heute im Fachjournal Nature Communications erschienen.

Tief im Dschungel der Insel Sulawesi liegt der Towuti-See, Indonesiens zweitgrößter See mit einer Fläche von 560 Quadratkilometern und Tiefen von bis zu 200 Metern. Der See hat einen ganz besonderen Chemismus, der heute auf der Erde selten ist. An seinen tiefsten Stellen, unterhalb von 130 Metern Wassertiefe, ist das Wasser frei von gelöstem Sauerstoff und reich an gelöstem Eisen. Darüber hinaus machen Eisenmineralien, insbesondere Eisenoxide, mehr als ein Drittel des Sediments aus.

Rätsel um die Treibhausgase vor drei Milliarden Jahren

Damit sind die Bedingungen im Towuti-See denen der Ozeane vor rund drei Milliarden Jahren sehr ähnlich. Auch ihre Sedimente bestanden zu großen Teilen aus Eisenmineralen. Die besonders eisenreichen Schichten, sogenannte Bändereisenerze, sind heutzutage die wichtigsten Eisenerzvorkommen. Freier Sauerstoff, wie wir und viele Mikroorganismen ihn atmen, war sowohl im Wasser als auch in der Atmosphäre extrem knapp. Da die Sonne damals noch dunkler und schwächer war als heute, hätte es eigentlich auf der frühen Erde sehr viel kälter sein müssen. Das Wasser in den Ozeanen war aber flüssig und nicht gefroren. Dieses Phänomen wurde in den 1970er Jahren von den Astronomen Carl Sagan und George Mullen als „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“ bezeichnet. Es wird vermutet, dass ein starker Treibhauseffekt für ausreichend hohe Temperaturen an der Erdoberfläche verantwortlich war. Natur und Ursprung der dafür nötigen hohen Konzentration an Treibhausgasen wie Kohlendioxid oder Methan geben jedoch bis heute Rätsel auf. Mehr erfahren...

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