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Erdfrühzeit: Flüssiges Wasser trotz schwacher Sonne

Gesteinsprobe unter dem Mikroskop
Seit fast 40 Jahren rätseln Wissenschaftler über das "Paradoxon der schwachen jungen Sonne": Obwohl unser Zentralgestirn vor vier Milliarden Jahren nur 70 Prozent ihrer heutigen Strahlungsintensität erreichte, bedeckte nicht Eis, sondern flüssiges Wasser die Erdoberfläche während des Archaikums. Das ergibt sich klar aus geologischen Befunden. Eine mögliche Antwort schlug der Amerikaner Jim Kasting vor sieben Jahren vor. Er ging davon aus, dass die frühe Erdatmosphäre zu 30 Prozent aus Kohlendioxid bestand, das wie heute als Treibhausgas wirkte und den Planeten vor dem Auskühlen bewahrte. Forscher um Minik Rosenberg vom Naturhistorischen Museum von Dänemark in Kopenhagen widerlegten diese Theorie nun jedoch und zeigten: Nicht viel CO2, sondern wenig Wolken verhinderten die Eisbildung.

Gesteinsprobe unter dem Mikroskop | Die mineralogische Zusammensetzung dieser grönländischen Gesteinsproben verriet jetzt, dass die Atmosphäre vor vier Milliarden Jahren bei weitem nicht so viel Kohlendioxid enthielt, wie bisher vermutet.
Die Wissenschaftler untersuchten 3,8 Milliarden alte Proben von der Isua-Formation in Westgrönland, die zum ältesten erhaltenen Gestein der Welt gehört. Die Analysen ergaben, dass die damalige Atmosphäre nur etwa ein Promille CO2 enthielt – und damit nur etwa drei bis vier Mal so viel wie heute. Warum trotzdem ein relativ mildes Klima herrschte, erklären Rosenberg und Kollegen mit dem Fehlen von Wolken. Dadurch erreichte ein größerer Anteil der Sonnenstrahlen die Erdoberfläche. Außerdem waren die Landflächen vor vier Milliarden Jahren deutlich kleiner als heute, so dass die Energie von den ausgedehnten Meeren optimal gespeichert wurde.

Wolkendecken gab es noch nicht, weil Kondensationskeime wie beispielsweise Schwefelpartikel nötig sind, damit aus Wasserdampf in der Luft sichtbarer Dunst wird, der das Sonnenlicht reflektiert. Erst die viel später entstandenen Bakterien lieferten solche Gase. (jvs)

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  • Quellen
Rosing, M. et al.: No climate paradox under the faint early Sun. In: Nature 464, S. 744–749, 2010.

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