Kambrium: Ein neuer Anfang

Eine Vergiftung globalen Ausmaßes könnte der heutigen Tierwelt zum Durchbruch verholfen haben, berichten Berner Geologen im Magazin „Nature“. Bei ihren Gesteinsanalysen fanden sie Hinweise darauf, dass vor gut 542 Millionen Jahren immense Mengen von Schwefelwasserstoff an die Oberfläche der Weltmeere gelangten.

Das giftige Gas könnte der damals bestehenden, aus heutiger Sicht wundersam anmutenden Ediacara-Fauna ein jähes Ende bereitet haben, vermuten Martin Wille von der Universität Bern und seine Kollegen. Und nach der Entschärfung des Gases – teils durch die Bildung schwefelhaltiger Sedimente, teils durch Oxidation – hätten die Ahnen der heutigen Tierstämme ihre Chance nutzen und die frei gewordenen Lebensräume erobern können.

Wille und Kollegen, darunter auch zwei Forscher in Deutschland und Amerika, stützen ihre Vermutung auf die Analyse von Schwarzschiefer aus dem Oman und aus China. Das Sediment wurde am Anfang des Kambriums abgelagert – jener Periode der Erdgeschichte, in der plötzlich Tiere mit robusten Strukturen auftauchten, die Fossilien in großer Zahl und Formenvielfalt hinterlassen können.

Die Forscher maßen, in welcher Konzentration das Element Molybdän in seinen verschiedenen Isotopen in dem Sedimentgestein vorkommt. Zu ihrer Verblüffung fanden sie, dass der Anteil des schweren Isotops Molybdän-98 zu Beginn des Kambriums plötzlich ansteigt, ebenso rasch wieder fällt und sich nach einem erneuten Anstieg wieder auf dem Ausgangsniveau einpendelt. Damit nicht genug, enthält das Gestein aus China anfänglich extrem hohe Molybdänkonzentrationen von bis zu 7 Gewichtsprozent.

Molybdän gelangt im Laufe der Gesteinsverwitterung vom Land ins Meer. In Form des Molybdatsalzes gut löslich, fällt es in sauerstoffarmem, an Schwefelwasserstoff reichen Wasser als schwer lösliches Thiomolybdat aus. Die Modellrechnungen der Forscher lassen vermuten, dass sich dieser Prozess zu Beginn des Kambriums schlagartig beschleunigte und einige Zehntausend Jahre lang mindestens 150 Mal schneller ablief als in der Zeit zuvor.

Eine denkbare Erklärung ist laut Wille und Kollegen, dass damals die stabile Schichtung der Weltmeere in eine obere, sauerstoff- und molybdänreiche und eine untere, “faulige” Etage durcheinandergeriet und sich plötzlich große Mengen von Tiefenwasser mit dem Oberflächenwasser vermischten. Die Resultate früherer Studien passten ebenfalls zu einem solchen Szenario, so die Forscher. Wodurch die Meere plötzlich aufgemischt worden sein könnten, ist allerdings noch unklar.

Forschung: Martin Wille, Thomas F. Nägler und Jan D. Kramers, Institut für Geologie, Universität Bern; Bernd Lehmann, Institut für Mineralogie und Mineralische Rohstoffe, Technische Universität Clausthal; Stefan Schröder, Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge; Online-Veröffentlichung in „Nature“, DOI 10.1038/nature07072

Weiter im Web:
Isotope Geology, Uni Bern
The Vendian – 650 to 543 Million Years Ago
Sauerstoffarme Gewässer

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