Kristalle von vor 4 Milliarden Jahren enthalten den ältesten Beweis für die Existenz von Süßwasser
Jüngste Forschungen haben ergeben, dass Süßwasser auf der Erde rund 500 Millionen Jahre früher entstanden ist als bisher angenommen. Die Studie wurde an Kristallen durchgeführt, die aus dem frühen Präkambrium in Westaustralien stammen.
Das Ergebnis einer kürzlich durchgeführten Untersuchung liefert Informationen, die bestimmte etablierte Paradigmen zu verändern drohen. Unser Planet könnte rund 500 Millionen Jahre früher Süßwasser gehabt haben als bisher angenommen, wie die Website Eos enthüllt. Die betreffende Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, weist darauf hin, dass diese aufschlussreichen Informationen aus winzigen Zirkonkörnern (oder Zirkonit) aus Australien gewonnen wurden, die aus der Zeit vor etwa 4.000 Millionen Jahren stammen.
Laut den Wissenschaftlern, die an dieser Forschung mitgewirkt haben, enthalten die Mineralien Hinweise auf kontinentale Niederschläge, was neue Beweise dafür liefert, dass die frühe Erde sowohl eine kontinentale Kruste als auch Ozeane hatte. Die umfangreiche Interaktion zwischen meteorischem (Süß-)Wasser und der kontinentalen Kruste, die auf der frühen Erde entstand, könnte der Schlüssel zur Entstehung von Leben gewesen sein, obwohl nicht genau bekannt ist, wann der Wasserkreislauf begann.
Für die Forschung wurde die Sauerstoffisotopenzusammensetzung von Zirkonkristallen in Westaustralien verwendet, um zu bestimmen, wann der Wasserkreislauf begann. Dies ist ein Sprung zurück in das Erdzeitalter des Hadas, eine der frühesten Phasen des Präkambriums, die vor etwa 3,8 Milliarden Jahren endete. Zu dieser Zeit gab es auf einem sehr jungen Planeten kaum mehr als Gestein, Magma und Wasser. Es gibt nur wenige Daten über diese sehr frühe Periode, daher ist diese neue Analyse ein guter Beitrag zum Verständnis der Entstehung unseres Planeten.
Ein Blick zurück auf den Anfang der Erde
Diese Entdeckung könnte den Wissenschaftlern helfen, den Zeitpunkt der Entstehung von Leben auf der Erde genauer zu bestimmen. Süßwasser und freiliegende kontinentale Kruste sind zwei der Bedingungen, die für die Entstehung von Leben notwendig sind.
Heute lassen sich die ersten Beweise für Leben bis zu den Stromatolithen in Australien zurückverfolgen, die 3,5 Milliarden Jahre alt sind. Doch nun zeigt diese neue Arbeit, dass"wir vor etwa 4 Milliarden Jahren die gleichen Bedingungen hatten", wie der Mitautor der Studie, Hamed Gamaleldien, Geochemiker an der Khalifa-Universität in den Vereinigten Arabischen Emiraten, sagt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entdeckung die Zeitachse, die dem Beginn des Lebens auf dem Planeten entspricht, um etwa 500 Millionen Jahre nach hinten verschiebt. Das ist nur eine Zahl, aber wenn man sie mit der Existenz des Menschen vergleicht, ist das eine enorme Größe. Die Existenz unserer Spezies beträgt nicht mehr als zwei Tausendstel dieser Zeit. Und von diesem primitiven oder schwer zugänglichen Land ist nur sehr wenig übrig geblieben.
Die Erde aus der Zeit des Hadian ist im Laufe der Zeit fast verschwunden. Die meisten Gesteine wurden abgetragen oder sind tief in die Kruste eingetaucht. Einige der einzigen Mineralien aus dem Erdaltertum sind Zirkonkristalle, die in jüngeres Gestein eingebettet sind. Zirkon ist hart und resistent gegen chemische Veränderungen und enthält winzige Uranfragmente, die es den Wissenschaftlern ermöglichen, sie zu datieren. Es enthält auch Sauerstoff, der der Schlüssel zu der neuen Entdeckung war.
Der Schlüssel ist Sauerstoff
Technisch gesehen, erklären die Forscher, dass Sauerstoff drei stabile Isotope hat: O-16, O-17 und O-18. Das Verhältnis zwischen leichtem O-16- und schwerem O-18-Sauerstoff wird durch terrestrische Prozesse wie Verdunstung und Kondensation beeinflusst, und Abweichungen vom Standardverhältnis werden von Paläoklimatologen seit langem als Ersatzindikator für die Temperatur verwendet.
Das Delta-O-18 ist ein Maß für die Abweichung des Verhältnisses der stabilen Isotope O-18 und O-16. Für diese Forschung wurde Delta-O-18 aus einigen australischen Zirkonen verwendet. Es hat sich gezeigt, dass der Planet zu dieser Zeit höchstwahrscheinlich eine feste Kruste sowie Ozeane mit flüssigem Wasser besaß, im Gegensatz zu einem sich drehenden Globus, der mit Ozeanen aus Magma gefüllt war, wie es früher angenommen wurde. Für die Studie wurden Proben aus den Jack Hills in Australien entnommen, einer Region, die dafür bekannt ist, die ältesten Zirkonkörner der Erde zu enthalten.
Einige der gesammelten Körner wurden auf ein Alter von 3,4 Milliarden Jahren und andere auf etwa 4 Milliarden Jahre vor dem Ende des Erdzeitalters Hadean datiert. Sie konnten nachweisen, dass diese Zirkone durch die Wechselwirkung mit Süßwasser entstanden sind, das aus der Verdunstung von Meerwasser stammt. Es handelt sich um Gesteine, die mit Süßwasser und nicht mit Meerwasser in Berührung gekommen sind. Und wenn die Gesteine mit Süßwasser wechselwirkten, muss dies bedeuten, dass es Land gab, das über den Ozean hinausragte, was darauf hindeutet, dass die Erde vor 4 Milliarden Jahren eine kontinentale Kruste hatte.
Quellenhinweis:
Gamaleldien, H. et al. Onset of the Earth’s hydrological cycle four billion years ago or earlier. Nature Geoscience, v. 17, 2024.