Es gibt Belege dafür, dass manches mikrobielle Leben vor 2,75 Milliarden Jahren aus den irdischen Ozeanen an Land gegangen ist, obwohl viele Wissenschaftler glauben, dass solch landbasiertes Leben begrenzt war, weil sich die Ozonschicht, die gegen ultraviolette Strahlung schützt, erst hunderte Millionen Jahre später bildete.
Aber eine neue Forschungsarbeit der University of Washington (UW) deutet darauf hin, dass frühe Mikroben an Land weitverbreitet gewesen sein könnten und Sauerstoff produzierten, sowie Pyrit verwittern ließen, ein Eisensulfid-Mineral, das Schwefel und Molybdän in die Ozeane entließ.
“Das zeigt, dass Leben nicht nur an wenigen Orten auf dem Land existierte. Es war in einem globalen Maßstab wichtig, weil es den Ablauf von Sulfaten vom Land in die Ozeane verstärkte”, sagte Eva Stüeken, eine Doktorandin der Erd- und Weltraumwissenschaften an der UW.
Wahrscheinlich habe der Zustrom von Schwefel wiederum die Verbreitung des Lebens in den Ozeanen verbessert, sagte Stüeken, die leitende Autorin eine Studie, welche die Forschungsarbeit präsentiert und am 23. September 2012 in Nature Geoscience veröffentlicht wurde. Die Arbeit wird auch Teil ihrer Doktorarbeit sein.
Schwefel könnte auch durch andere Prozesse ins Meer gelangt sein, darunter vulkanische Aktivität. Aber die Belege dafür, dass Molybdän zur selben Zeit freigesetzt wurde, weise darauf hin, dass beide Substanzen frei wurden, als Bakterien langsam kontinentales Gestein zersetzten, sagte sie. Wenn das der Fall ist, bedeutet es wahrscheinlich, dass die landbasierten Mikroben schon lange vor der Großen Sauerstoffkatastrophe (“Great Oxidation Event”) Sauerstoff produzierten. Die Große Sauerstoffkatastrophe fand vor etwa 2,4 Milliarden Jahren statt und initiierte die sauerstoffreiche Atmosphäre, die das Leben wie wir es kennen begünstigte.
Tatsächlich könnte der hinzugefügte Schwefel marinen Mikroben ermöglicht haben, sich von Methan zu ernähren, was den Weg für die Anreicherung der Atmosphäre mit Sauerstoff bereitet haben könnte. Bevor das stattfand, wurden wahrscheinlich große Mengen Sauerstoff durch die Reaktion mit Methan zerstört, das aus den Ozeanen in die Luft aufstieg. “Es unterstützt die Theorie, dass Sauerstoff schon mehrere hundert Millionen Jahre vor der Großen Sauerstoffkatastrophe produziert wurde. Es brauchte nur Zeit, um höhere Konzentrationen in der Atmosphäre zu erreichen”, sagte Stüeken.
Die Forschungsarbeit untersuchte Daten des Schwefelgehalts in 1.194 Proben aus marinen Sedimentformationen, die in Zeiten vor dem Kambrium (vor 542 Millionen Jahren) datieren. Die Prozesse, durch die Schwefel hinzugefügt oder entfernt werden kann, seien gut genug verstanden, um biologische Beiträge zu registrieren, sagten die Forscher. Die Daten stammen aus zahlreichen Forschungsprojekten aus den letzten paar Jahrzehnten, aber in den meisten Fällen waren diese Beobachtungen nur ein kleiner Teil von viel größeren Studien. Um eine konsistente Interpretation zu verfolgen, durchkämmte Stüeken die Datenaufzeichnungen, die aus ähnlichen Sedimentgesteinen und vergleichbaren Umgebungen stammten. “Die Daten waren eine lange Zeit dort draußen, aber man hat sie ignoriert, weil es schwer ist, sie zu interpretieren, wenn sie nicht Teil einer umfangreichen Datengrundlage sind”, sagte sie.
Die Co-Autoren sind David Catling und Roger Buick, Professoren für Erd- und Weltraumwissenschaften an der UW. Die Arbeit wurde von der National Science Foundation und dem Virtual Planet Laboratory des Department of Astronomy an der UW finanziert.
(THK)
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