Direkt zum Inhalt

Archaikum: Kein Frühstart?

Seit dem Fund von Cyanobakterienspuren in 2,7 Milliarden Jahre alten Gesteinen zerbrachen sich Wissenschaftler den Kopf, warum es noch 300 Millionen Jahre dauerte, bis ihr erzeugter Sauerstoff die Atmosphäre eroberte. Vergebliche Liebesmüh, erklären Geochemiker nun: Die Daten waren offenbar nicht korrekt.
Verfestigtes Öltröpfchen
Es war eine Sensation: Jochen Brocks, damals noch an der University of Sydney, und seine Kollegen waren 1999 in 2,7 Milliarden Jahre alten australischen Gesteinen des Pilbara-Kratons auf Moleküle gestoßen, die als verlässliche Spuren für Cyanobakterien und erste Eukaryoten, also Organismen mit Zellkern, gelten [1]. Penibelst hatten die Forscher untersucht, ob nicht spätere Verunreinigungen oder geologische Prozesse falsche Fährten gelegt hatten – doch alles schien lupenrein.

Pilbara-Kraton | In der südlichen Pilbara-Region in Westaustralien entdeckten Jochen Brocks und seine Kollegen 1999 in Gesteinsproben Moleküle, die sie als 2,7 Milliarden Jahre alte Spuren von Cyanobakterien und Eukaryoten interpretierten. Nun hat sich herausgestellt, dass diese Einschlüsse jünger sind.
Mit einem Schlag verschob sich so das erste Auftreten dieser Organismen um mehr als 700 Millionen Jahre weiter in die Vergangenheit: Der älteste sicherste Nachweis von Cyanobakterien lag zuvor bei etwa zwei Milliarden Jahren und stammte aus Kanada, und die ersten Eukaryoten wurden bislang sogar auf nur 1,5 Milliarden Jahre datiert.

Eine merkwürdige Pause, ...

Brocks' Erkenntnisse schafften es in die jährliche Hitliste wissenschaftlicher Durchbrüche des Fachmagazins "Science" – und stürzten die Paläoforschergemeinde in große Verwirrung. Wenn nun bereits vor 2,7 Milliarden Jahren eindeutig Organismen lebten, die im Rahmen ihrer Fotosynthese Sauerstoff erzeugten – warum hatte es dann weitere 300 Millionen Jahre gedauert bis zum "Great Oxidation Event", dem rapiden Anstieg der O2-Konzentration in der Atmosphäre?

Verschiedenste Erklärungen wurden entwickelt, sogar noch früheres Auftreten des heutigen Lebenselixiers postuliert, das sich aber erst nach mehrfachem Auf und Ab endgültig etabliert haben sollte. Alles überflüssig, konstatiert Jochen Brocks nun allerdings selbst: Die Daten von damals müssten revidiert werden.

Denn es hatte doch einen kleinen, von Beginn an bestehenden Schönheitsfehler gegeben: Das Verhältnis der Kohlenstoffisotope der isolierten Biomarker und des sie umgebenden Kerogens hatte nicht übereingestimmt. Brocks hatte mit Kollegen noch 2003 argumentiert, die beiden Fraktionen stammten aus unterschiedlichen Quellen und zeigten daher verschiedene Signaturen. Die Biomarker seien jedoch definitiv vor Ort und zum genannten Zeitpunkt entstanden [2].

... die es womöglich gar nicht gab

Zusammen mit Kollegen um Birger Rasmussen von der Curtin University of Technology im westaustralischen Bentley nutzte Brocks nun aber einen technischen Fortschritt, der 1999 noch nicht zur Verfügung stand: Mit hochauflösender Massenspektrometrie nahmen sie Gesteine aus der damals untersuchten Formation noch einmal genau unter die Lupe. Und stellten nun fest, dass das Verhältnis der Kohlenstoffisotope des umgebenden Kerogens mit dem von verfestigten Erdölresten im Gestein übereinstimmt, an deren Alter von 2,7 Milliarden Jahren nicht zu zweifeln ist [3].

Verfestigtes Öltröpfchen | Mikroskopische Aufnahme eines verfestigten Öltröpfchens (graubraun), umgeben von Pyrit, in den 2,7 Milliarden Jahre alten Gesteinen des Pilbara-Kratons. Da sich die Verhältnisse der Kohlenstoffisotope grundlegend von denen der Biomarker unterscheiden, müssen die Spuren der Cyanobakterien und Eukaryoten später als Verunreinigung ins Gestein gelangt sein.
Ihr Fazit: Die damals isolierten Spuren von Cyanobakterien und Eukaryoten waren während der Metamorphose der extremen Hitze und dem hohen Druck entgangen und hatten sich erst später als Verunreinigung dort eingenistet – wahrscheinlich vor etwa 2,1 Milliarden Jahren, auf jeden Fall aber, nachdem die Gesteine die maximalen Temperaturen bereits hinter sich hatten.

Bereitet das dem Kopfzerbrechen um die 300-Millionen-Jahre-Lücke ein Ende? Nicht unbedingt, kommentiert Woodward Fischer vom California Institute of Technology. Schließlich seien Brocks' Funde zwar die ersten, aber inzwischen nicht mehr die einzigen Nachweise von entsprechenden frühen Lebensspuren fotosynthetisch aktiver Organismen. Die seitdem nachgewiesenen Überreste stammten aus Gesteinen unterschiedlichster Geschichte, und die Datenlage sei noch zu dünn, um zu beurteilen, ob auch dort spätere Verunreinigungen eine Rolle spielten.

Vorerst dürfen also weiter Theorien entwickelt werden, warum es womöglich zu einer Verzögerung kam. Doch ist die weit verbreitet gehegte Vermutung derart früher Sauerstoffproduktion durchaus ins Wanken geraten. Weitere Messergebnisse müssen nun zeigen, ob sie sich wieder stabilisieren lässt – oder stürzt.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen
[1] Brocks, J. J. et al.: Archean Molecular Fossils and the Early Rise of Eukaryotes. In: Science 285, S. 1033–1036, 1999.
[2] Brocks, J. J. et al.: Release of bound aromatic hydrocarbons from late Archean and Mesoproterozoic kerogens via hydropyrolysis. Geochimica et Cosmochimica Acta 67, S. 1521–1530, 2003.
[3] Rasmussen, B. et al.: Reassessing the first appearance of eukaryotes and cyanobacteria. In: Nature 455, S. 1101–1104, 2008.

Partnerinhalte