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Erdkugel: Nord- und Mittelamerika

Wie das Leben die Erde formte

Neben tektonischen Plattenbewegungen, Vulkanausbrüchen oder Meteoriteneinschlägen gibt eine weitere Kraft der Erde ihre Gestalt: lebende Organismen. Sie hatten entscheidenden Einfluss auf die Erdzeitalter und ihre katastrophalen Umbrüche.

Erdgeschichte 02.05.2014

Was vor zweieinhalb Milliarden Jahren geschah, erinnert an das Szenario eines Katastrophenfilms: Die Erde beginnt sich rasant abzukühlen, Gletscher breiten sich von den Polen über den gesamten Planeten aus. Für Millionen Jahre wird eine kilometerdicke Eisschicht den Großteil seiner Oberfläche bedecken - es ist das Ende des zweiten Äons der Erdgeschichte, dem Archaikum. Doch es sind keine kosmischen Ereignisse, die die Erde aus dem Gleichgewicht bringen, keine Supervulkane, die den Himmel verdunkeln. Verantwortlich dafür sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die ein bis dahin in der Atmosphäre kaum vorhandenes Gas produzieren: Sauerstoff.

Veranstaltung:

Die Tagung "European Geosciences Union General Assembly 2014" fand vom 27.April bis zum 2. Mai in Wien statt.

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in den Dimensionen: 2.05., 19:05 Uhr.

"Zu dieser Zeit entstand eine neue Art von Einzellern: Die Vorfahren der heutigen Cyanobakterien", erklärt der Atmosphärenphysiker und Ozeanograph Andrew Watson von der Universität Exeter auf einer internationalen Geologentagung in Wien. "Diese Mikroorganismen haben die Erde radikal umgestaltet, denn sie produzierten Sauerstoff. Das veränderte nicht nur die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Meere, es hatte Einfluss auf den gesamten Planeten." Die Mikroben hatten eine revolutionäre Methode entwickelt, um Energie zu gewinnen: Die Photosynthese. Sie ermöglichte es den Einzellern, das Sonnenlicht zur Spaltung von Wassermolekülen einzusetzen.

Sauerstoff vernichtet Treibhausgase

Dabei gewannen sie Wasserstoffionen, mit denen sich chemische Energie auf andere Moleküle übertragen und somit speichern ließ. Als Abfallprodukt entstanden aber auch große Mengen an elementarem Sauerstoff. Der reicherte sich zunächst in den Meeren an, ein tödliches Gift für die meisten bis dahin entstandenen Organismen. In der Atmosphäre reagierte er dagegen mit dem Treibhausgas Methan. "Vieles deutet darauf hin, dass die Treibhausgase, die bis dahin den Planeten wärmten, durch den Sauerstoff verschwanden. Die Folgen waren eine Reihe von Klimakatastrophen, die zu einer starken Abkühlung der Erde führten - das war der Beginn der ersten großen Eiszeit. Es dauerte etwa fünfzig bis hundert Millionen Jahre, bis sich die Erde wieder davon erholte", so Watson.

Die Eiszeit am Ende des Archaikums sollte aber nicht die einzige große Katastrophe bleiben, die von Lebewesen verursacht wurde. Etwa zwei Milliarden Jahre später besiedelten die ersten Pflanzen und Pilze das Land - für Andrew Watson ein weiteres Ereignis, das die Erde nachhaltig veränderte. Denn die ersten Landbewohner benötigten anorganische Nährstoffe, die im Gestein gebunden waren. Um sie zu gewinnen, arbeiteten Pflanzen und Pilze zusammen: Mit kleinen Fortsätzen in ihren Zellen, den sogenannten Hyphen, bohrten sich die Pilze in den Fels und lösten die darin enthaltenen Mineralien heraus. Bei diesem chemischen Prozess wurde der Atmosphäre Kohlendioxid entzogen und als Carbonat gebunden. Die Pilze erhielten im Gegenzug organische Verbindungen, die aus der Photosynthese der Pflanzen stammten.

Tiere für Klima unbedeutend

"So wurde erneut ein Treibhausgas, diesmal CO2, aus der Atmosphäre entfernt und gleichzeitig die Sauerstoffkonzentration weiter erhöht. Es folgten wieder Eiszeiten, die über viele Millionen Jahre andauerten", beschreibt Watson seine Theorie. Ob diese zweite lange Kaltperiode jedoch wirklich von Pflanzen und Pilzen ausgelöst wurde, ist in Fachkreisen umstritten. Manche Geologen sind der Meinung, dass die Entstehung von Gebirgen oder das Driften der Kontinentalplatten die wahrscheinlichere Ursache ist - doch Watson ist davon überzeugt, dass die Datenlage für seine Hypothese spricht.

Verglichen mit dem Einfluss von Bakterien, Pflanzen und Pilzen scheinen Tiere kaum eine Rolle in der Gestaltung der Erdoberfläche gespielt zu haben. Sie entwickelten sich erst nach der letzten großen Eiszeit, in einer Phase, die als kambrische Explosion bezeichnet wird. Durch die vorrangegangene Kälteperiode waren die Ökosysteme reich an offenen Nischen, die nun von den Tieren besetzt werden konnten. Auf die Stoffkreisläufe der Erde hatten sie jedoch kaum Einfluss.

Hinterlässt der Mensch Spuren?

Einzige Ausnahme: Der Mensch. Das Ausmaß, mit dem er in der kurzen Zeit seiner Existenz in die globalen Stoffkreisläufe eingegriffen hat, sucht in der belebten Welt seinesgleichen, meint Watson. Die Klimaveränderungen, die er dadurch bereits verursacht hat, seien wie ein warmer Sommernachmittag, verglichen mit den Auswirkungen, die ein unveränderter Ressourcenverbrauch in Zukunft mit sich bringen würde. Die einzige Möglichkeit, sein Überleben zu sichern, wäre daher eine radikale Wiederverwertung aller Elemente - die dafür notwendige Energie könnte gänzlich mit dem Sonnenlicht gedeckt werden.

Ob der Mensch aber zu den Lebensformen gehört, die bleibenden Einfluss auf die Gestalt der Erde haben, müsse sich erst zeigen. "Es gab in der Vergangenheit ein paar Organismen, von denen man sagen kann, dass sie das Gesicht des Planeten wirklich verändert haben", betont Watson. "Ob der Mensch dazugehört, wird sich wohl erst in paar Millionen Jahren zeigen - vielleicht wird er bis dahin aber auch spurlos verschwunden sein."

Wolfgang Däuble, Ö1 Wissenschaft

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