Seit über 3,5 Milliarden Jahren produzieren Bakterien und Pflanzen Sauerstoff, aber erst seit 2,2 Milliarden Jahren gibt es eine sauerstoffreiche Atmosphäre.
Lee Kump und James Kasting von der Pennsylvania State University und Mark Barley von der University of Western Australia berichten im Online-Journal “Geochemistry, Geophysics, Geosystems”, dass Gase aus dem Erdmantel die Entstehung einer sauerstoffreichen Atmosphäre lange verhindert haben.
Fossile Überreste Sauerstoff produzierenden Lebens belegen: Sauerstoff wurde bereits vor 3,5 Milliarden Jahren in größeren Mengen produziert.
Mittlerweile glauben Geowissenschaftler sogar, dass bereits vor 4,3 Milliarden Jahren Leben auf der Erde möglich war, also relativ kurz nach der Entstehung der Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren (bild der wissenschaft berichtete darüber am 12. Januar 2001). Wie man aus Ablagerungen alter Sedimente ablesen kann, gab es eine sauerstoffhaltige Atmosphäre erst vor 2,2 Milliarden Jahren, also erst nach der Hälfte der Erdgeschichte. Was passierte also mit dem Sauerstoff in der Zeit vor der Entstehung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre ? einem Zeitraum von mindestens 1,3 Milliarden Jahren?
“Die Antwort steckt tief im Erdinneren”, so Kump und sein Team. Gase die aus Vulkanen ausströmen verbrauchen je nach der Zusammensetzung des Gesteins aus dem sie austreten unterschiedlich viel Sauerstoff. Das Material aus dem Vulkangesteine entstehen stammt in der Regel aus dem Erdmantel. Im Archaikum, dem ersten Zeitabschnitt der Erdgeschichte, sei der Aufbau und die Zusammensetzung des Mantels anders gewesen als heute, vermutet Kump. Demnach wurden im Archaikum Vulkane aus sauerstoffarmen Material des oberen Mantels gespeist. Das dabei an Vulkanen ausströmenden Gase verbrauchte alles in der Atmosphäre vorhandene Sauerstoff. Vor etwa 2,45 Milliarden Jahren, am Übergang vom Archaikum zum Proterozoikum, dem zweiten Zeitabschnitt der Erdgeschichte änderte sich dies. Riesige Umwälzprozesse im gesamten Mantel transportierten sauerstoffreiches Material vom unteren in den oberen Mantel. Die Zusammensetzung der Gesteine und Gase an den Vulkanen änderte sich und es wurde nicht mehr soviel Sauerstoff verbraucht. Dadurch gewann die Photosynthese an überhand. In relativ kurzer Zeit, etwa 100 Millionen Jahren, entstand eine sauerstoffreiche Atmosphäre.
Mathias Knaak
