Süßwasser auf der Erde vor vier Milliarden Jahren?

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Neue Forschungsergebnisse erschüttern unsere Vorstellungen darüber, wie Kontinente zum ersten Mal auf der Erde entstanden sind. Sie deuten nun darauf hin, dass Landgebiete mit Süßwasser möglicherweise viel früher als erwartet aus den Urmeeren entstanden sind, nur sechshundert Millionen Jahre nach der ursprünglichen Entstehung unseres Planeten.

Wann fand der erste Wasserkreislauf statt?

Der Prozess des Wasserkreislaufs, der den Wasseraustausch zwischen Land, Ozeanen und Atmosphäre umfasst, ist für die Entwicklung des Lebens von entscheidender Bedeutung. Man geht davon aus, dass dort die ersten einzelligen Lebensformen entstanden sind etwa 3,48 Milliarden Jahre im Pilbara-Kraton in Westaustralien entstand tatsächlich in Gegenwart von frischem Meteorwasser auf Landmassen in der Umgebung heißer Quellen.

Allerdings blieb der genaue Zeitpunkt des Beginns der ausgedehnten Wechselwirkung zwischen Süßwasser und der entstandenen kontinentalen Kruste aufgrund des Mangels an eindeutigen Beweisen bisher unbestimmt, was uns zurück zu dieser Arbeit bringt.

Forscher haben kürzlich sorgfältige Analysen an Zirkonkristallen durchgeführt, die aus den Jack Hills in Westaustralien gewonnen wurden. Diese Kristalle sind bemerkenswert robust und können wertvolle Informationen über die Umweltbedingungen der frühen Erde liefern.

Vor vier Milliarden Jahren gab es Süßwasser

Für diese spezielle Studie konzentrierten die Wissenschaftler ihre Analysen auf die im Sauerstoff vorhandenen Isotope Zirkonkristalle. Im Detail enthält Wasser, ob salzig oder frisch, unterschiedliche Sauerstoffisotope, deren Anteile je nach verschiedenen Faktoren variieren. Im Fall der Jack Hills-Zirkone entdeckten Forscher höhere Konzentrationen an leichten Sauerstoffisotopen. Diese Beobachtung ist von entscheidender Bedeutung, da sie darauf hindeutet, dass sich diese Kristalle gebildet haben durch Interaktion mit Süßwasser.

Um diese Schlussfolgerung zu untermauern, verwendeten Wissenschaftler radiometrische Datierungstechniken, um das Alter der Zirkonkristalle zu bestimmen. Dazu maßen sie die Verhältnisse der verschiedenen Uranisotope in den Proben. Die Ergebnisse zeigten dann, dass einige der Kristalle vor 3,4 Milliarden Jahren entstanden sind, während andere sogar noch älter sind und auf die Zeit zurückdatieren etwa 4 Milliarden Jahre.

In Jack Hills, Australien, wurden einige der ältesten Kristalle der Welt entdeckt. Bildnachweis: NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS und ASTER-Wissenschaftsteam USA/Japan

Land entstand viel früher als erwartet

Wir wissen, dass Süßwasser nur dann vorhanden gewesen wäre, wenn in diesem Stadium des Erdenlebens bereits ein Wasserkreislauf (Verdunstung und Niederschlag) begonnen hätte, und dass dieses Wasser, dem die im Salzwasser enthaltenen Mineralien fehlen, nicht überleben könnte nur auf den entstandenen Teilen der Kontinentalkruste.

Wenn es vor etwa vier Milliarden Jahren tatsächlich Süßwasser auf der Erde gab, dann deutet dies zwangsläufig darauf hin Vorhandensein von entstandenem Land erst 600 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde (die vor etwa 4,6 Milliarden Jahren entstand) zu einer Zeit, als man annahm, dass unser Planet größtenteils von Ozeanen bedeckt sei. Sollten sich diese Ergebnisse bestätigen, könnten sie unser Verständnis der Frühgeschichte der Erde verändern.

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