Kambrische Explosion: Könnte die Plattentektonik sie ausgelöst haben?

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Die Suche nach dem Antrieb eines der wichtigsten evolutionären Ereignisse in der Geschichte des Lebens auf der Erde hat eine neue, faszinierende Wendung genommen. Ein Team von Wissenschaftlern der University of Exeter hat einen neuen Einblick in das gegeben, was die ” Kambrische Explosion” ausgelöst haben könnte – eine Zeit der schnellen Expansion verschiedener Formen der Tierwelt, die vor über 500 Millionen Jahren stattfand.

Obwohl eine Reihe von Theorien zur Erklärung dieser wegweisenden Zeit vorgelegt wurden, ist die bislang glaubwürdigste, dass sie durch einen signifikanten Anstieg des Sauerstoffgehalts angetrieben wurde, der es einer Vielzahl von Tieren ermöglichte, zu gedeihen.

Die neue Studie deutet darauf hin, dass derenorme Anstieg des Sauerstoffgehalts das Ergebnis außergewöhnlicher Veränderungen in der globalen Plattentektonik war.

Während der Bildung des Superkontinents “Gondwana” nahm der kontinentale Bogenvulkanismus stark zu – es bildeten sich oft Tausende von Meilen lange Vulkanketten, in denen kontinentale und ozeanische tektonische Platten aufeinander trafen. Dies wiederum führte zu einer erhöhten “Entgasung” von CO2 aus alten, subduzierten Sedimentgesteinen.

Dies, so das Team, führte zu einem Anstieg des atmosphärischen CO2 und der Erwärmung des Planeten, was wiederum die Verwitterung der kontinentalen Gesteine verstärkte. Dies führte dazu, dass erhöhte Mengen Phosphor in die Ozeane transportiert wurden und so die Photosynthese und Sauerstoffproduktion ankurbelten.

Die Studie wurde von Josh Williams geleitet, der die Forschung als MSc-Student an der University of Exeter begann und nun an der University of Edinburgh promoviert.

Während seines Masterstudiums verwendete er ein ausgeklügeltes biogeochemisches Modell, um die ersten Veränderungen des atmosphärischen Sauerstoffgehalts kurz vor dieser Explosion des Lebens zu quantifizieren.

Co-Autor und Projektbetreuer Professor Tim Lenton vom Global Systems Institute der University of Exeter sagte: “Eines der großen Dilemmata, das Darwin ursprünglich erkannt hat, ist, warum das komplexe Leben in Form von fossilen Tieren so abrupt in der so genannten kambrischen Explosion auftauchte.

“Viele Studien haben gezeigt, dass dies mit einem Anstieg des Sauerstoffspiegels zusammenhängt – aber ohne eine klare Ursache für einen solchen Anstieg oder einen Versuch, ihn zu quantifizieren.”

Das Modell prognostizierte nicht nur einen deutlichen Anstieg des Sauerstoffgehalts aufgrund von Veränderungen der tektonischen Plattenaktivität, sondern auch einen Anstieg des Sauerstoffgehalts. Dieser Anstieg auf etwa ein Viertel des heutigen Niveaus in der Atmosphäre überschritt die kritischen Werte, die für das Leben – das wir heute in den fossilen Berichten der kambrischen Explosion beobachten können – als notwendig erachtet wird.

Williams fügte hinzu: “Was an dieser Forschung besonders überzeugend ist, ist, dass das Modell nicht nur einen Anstieg des Sauerstoffs auf ein Niveau prognostiziert, das als notwendig erachtet wird, um das große, mobile, räuberische Tierleben des Kambriums zu unterstützen, sondern dass die Modellvorhersagen auch eine starke Übereinstimmung mit bestehenden geochemischen Beweisen zeigen”.

“Es ist bemerkenswert zu sehen, dass die Existenz des Lebens auf der Erde zum Teil einer ungewöhnlichen Episode der Plattentektonik vor über einer halben Milliarde Jahren zu verdanken ist”, sagte Professor Lenton.


Veröffentlichung: Joshua J. Williams, Benjamin J. W. Mills, Timothy M. Lenton. A tectonically driven Ediacaran oxygenation event. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-10286-x

Quelle: off. Pm der University of Exeter


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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

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