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Geochemie: Frühe sauerstoffreiche Atmosphäre

Erdatmosphäre
Womöglich verfügte die Erde bereits mehrere hundert Millionen Jahre eher über ausreichend Sauerstoff in ihrer Gashülle. Damit erfüllte sie wohl schon vor 1,2 Milliarden Jahren die Grundvoraussetzung, dass sich höheres Leben entwickeln konnte. Bislang gingen die Geowissenschaftler davon aus, dass die Erde erst vor 800 Millionen Jahren so weit war.

John Parnell von der University of Aberdeen und seine Kollegen haben nun aber in uralten Seesedimenten aus dem schottischen Hochland chemische Hinterlassenschaften von Bakterien nachgewiesen, die es zu dieser Zeit noch gar nicht hätte geben dürfen: Die Mikroben hatten Schwefelverbindungen oxidiert, um Energie zu gewinnen – ein Reaktionsweg, der nur möglich war, wenn ausreichend Sauerstoff den damaligen Seegrund durchsetzt hatte. Dies würde aber wiederum bedeuten, dass O2 in der Atmosphäre ebenfalls bereits in ausreichendem Maße vorhanden war, um komplexes Leben zu ermöglichen, so der Geochemiker Adrian Boyce, Co-Autor der Studie.

Erste sauerstoffproduzierende Organismen – die Cyanobakterien – tauchten vor etwa drei Milliarden Jahren auf, doch das von ihnen als Abfallprodukt gebildete O2 oxidierte vorerst noch Eisen- und Schwefelverbindungen und reicherte sich nicht in der Atmosphäre an. Erst als die Konzentration der eisen- und schwefelhaltigen Verbindungen abnahm, konnte sich Sauerstoff zunächst im Ozean und später in der irdischen Gashülle anreichern: Es kam zum "Großen Oxidationsereignis" vor 2,4 Milliarden Jahren. Danach dauerte es – trotz der neuen Erkenntnisse von Parnell und Co – allerdings noch mindestens eine weitere Milliarde Jahre, bis ausreichend von unserem heutigen Lebenselixier für Organismen vorhanden war, die Sauerstoff veratmeten, um ihren Stoffwechsel anzutreiben. (dl)

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  • Quellen
Parnell, J. et al.: Early oxygenation of the terrestrial environment during the Mesoproterozoic. In: Nature 468, S. 290–293, 2010.

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