Das Paläoklima - Die frühe Erdgeschichte
07.11.2010
Angefangen hat die Geschichte unserer Erde in einer Gas- und Staubwolke. Diese befand sich in einem Seitenarm unserer Galaxi. Instabil wurde diese Wolke, als die Materie die Materie zusammenklumpte. Dabei begann sie sich immer schneller um sich selbst zu drehen und es entstanden kleine Himmelskörper. Dadurch, dass die kleinen Himmelskörper immer öfter zusammenstießen, wuchsen sie zu neuen und immer größeren Himmelskörpern zusammen. Dies geschah vor etwa 4,6 Milliarden Jahren.
Zu jener Zeit war die Erde rotglühend und über 1000 Grad heiß. Auch gab es kein flüssiges Wasser und keine Atmosphäre, die das Wasser hätte halten können. Dazu musste der Himmelskörper erst einmal abkühlen. Anschließend bildete sich die Atmosphäre. Sie entstand zum Teil durch den Vulkanismus aus dem Erdinneren, teilweise durch die Anziehungskraft, welche interplanetare Partikel anzog. Die Atmosphäre der Erde könnte zum damaligen Zeitpunkt sehr dicht gewesen sein, ähnlich, wie es heute noch auf der Venus der Fall ist.
Die Bestandteile der ersten Erdatmosphäre waren hauptsächlich Wasserdampf und Kohlendioxid. Der Wasserdampf begann im Laufe der Zeit, als sich die Erde auf unter 100 Grad Celsius abgekühlt hat, zu kondensieren. Es gingen sintflutartige Regenfälle nieder. Das Wasser wiederum sammelte sich in Senken und bildete Ozeane. Zugleich verfestigten sich die zuvor noch flüssigen Gesteinsmassen des oberen Erdmantels und bildeten nach und nach die Kontinente. Durch das Zusammenstoßen der Kontinente bilden sich Gebirge. Wo sie hingegen auseinanderdriften bildeten sich Ozeane. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Plattentektonik.
Diese Vorgänge haben einen großen Einfluss auf das Klima der Erde. Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren entstand ein weiterer Einflussfaktor, der für die Entstehung des Lebens eine große Rolle spielte.
Wolfgang Oschmann, Professor für Geowissenschaften an der Universität Frankfurt, sagt dazu folgendes: „Leben greift durch die Stoffwechselprozesse intensiv in die Chemie des Wassers und der Atmosphäre ein. Es wird bei nahezu allen Lebensprozessen CO2 verbraucht, so dass wir durch die ganze Erdgeschichte hindurch eine langsame, unregelmäßige aber stetige Abnahme an CO2 haben. Das Leben selber verändert damit die Atmosphäre und verändert damit auch das Klima.“
Vor ungefähr 2,5 Milliarden Jahren entwickelten Bakterien einen Prozess, die Sonnenenergie chemisch zu speichern: die Photosynthese. Dabei wird CO2 in die Zellen eingebaut und Sauerstoff ausgeschieden.
"Danach steigt der Sauerstoffgehalt langsam, die Evolution, die am Anfang eine sehr langsame Gangart hatte, kommt immer schneller in „Tritt“. Es bilden sich die ersten mehrzelligen Organismen […]," so Oschmann. Dies fand vor etwa 1,6 Milliarden Jahren statt. Oschmann weiter: "Damit beginnt die biologische Produktivität immer stärker zu werden und damit haben wir immer mehr den Effekt, dass wir organisches Material in die Gesteine einbetten […]."
In beispielsweise Form von Zellulose speicherten alle Lebewesen Kohlendioxid in ihren Körpern. Starben diese Lebewesen, so sanken ihre Körper auf auf den Meeresboden. Sie wurden zu Sediment, wodurch das CO2 langfristig in das Gestein eingebaut wurde und zugleich der Atmosphäre entzogen. Folge war eine weitere Abkühlung der Erde und der bis dahin vorherrschende Treibhauseffekt verringerte sich. Dies geschah mindestens zweimal in der Frühzeit der Erde.
Wolfgang Oschmann dazu: "Zwei Phasen haben wir, die unmittelbar gekoppelt sind mit der biologischen Produktivität, wodurch die Evolution sehr rasch zunahm, wo wir dann sehr stark CO2 aus der Atmosphäre entzogen haben, und das zu zwei gravierenden Eiszeiten geführt hat. Die eine hat den bezeichnenden Namen „Snowballearth“ oder Schneeballerde, und nach allen Befunden, die wir bisher haben, war die Erde wohl bis in die Äquatorregion vereist, nahezu alle Kontinente und auch phasenweise alle Ozeane mit Eis bedeckt." Dies war vor etwa 700 Millionen Jahren.
Durch die fast komplette Vereisung der Erde kam es zum ersten großen Massenaussterben des Lebens auf unserer Erde. Erst durch Vulkanausbrüche, die wieder Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen ließen, wurde der Treibhauseffekt wieder in Gang gesetzt. Die Frühzeit der Erdgeschichte endet für Geologen mit dem Auftauen der Erde nach der ersten großen Eiszeit.
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Text: Maik Thomaß, 07.11.2010 11:36
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Text: Maik Thomaß, 07.11.2010 11:55