Mikrobielles Leben vor 3,5 Milliarden Jahren nachgewiesen

Die Suche nach den ältesten Lebensspuren auf der Erde ist eine der größten Herausforderungen aktueller geobiologischer Forschung. Einer Forschergruppe unter der Federführung von Geobiologen der Universität Göttingen ist es nun gelungen, in 3,5 Milliarden Jahre alten Gesteinen Westaustraliens die ältesten molekularen Fossilien nachzuweisen. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Biogeosciences erschienen.

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Auf die richtige Menge Kohlenstoff kommt es an

Das Element Kohlenstoff und seine Verbindungen bilden die Grundlage für irdisches Leben. Kurzzeitige Aufheizprozesse im solaren Urnebel vor der Entstehung der Planeten haben in unserem Sonnensystem dafür gesorgt, dass die Erde eine für das Leben und die Evolution wahrscheinlich optimale Zufuhr an Kohlenstoff erhielt. Das zeigt ein von Wissenschaftlern der Universität Heidelberg entwickeltes Modell zur Kohlenstoffchemie.

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Im Neptun regnet es Diamanten: Innenleben eines kosmischen Eisgiganten

Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) konnten mit Kollegen aus Deutschland und den USA zeigen, dass sich in den Eisriesen unseres Sonnensystems „Diamantregen“ bildet. Mit dem ultrastarken Röntgenlaser und weiteren Anlagen des Stanford Linear Accelerator Centers (SLAC) in Kalifornien simulierten sie Bedingungen wie im Inneren der kosmischen Giganten. Dadurch konnten die Forscher erstmals in Echtzeit die Aufspaltung von Kohlenwasserstoff und die Umwandlung des Kohlenstoffes in Diamant beobachten. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-017-0219) veröffentlicht.

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Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff

Auch alte Bäume nehmen viel Kohlenstoff auf und entziehen der Atmosphäre damit CO2 (Kohlendioxid). Dies wurde jetzt erstmals anhand von Bäumen aus dem Regenwald in Surinam nachgewiesen, wie Professor Michael Köhl vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg im Fachjournal PLOS ONE berichtet. Damit leisten diese einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.

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Wie wird Kohlenstoff ins Erdinnere transportiert?

Die Anwesenheit von Carbonaten im Erdmantel ist aus Diamanteinschlüssen bekannt, aber wie Kohlenstoff dorthin transportiert wird, bleibt ein Mysterium. Ein internationales Forscherteam hat dieses Geheimnis durch Hochdruckversuche am ESRF, dem Europäischen Synchrotron in Grenoble, Frankreich, näher untersucht. Die Wissenschaftler enthüllten zwei neue Eisen-Carbonat-Verbindungen und stellten fest, dass Selbst-Oxidations-Reduktions-Reaktionen Carbonate im Mantel bewahren und damit zu einem potentiellen Kohlenstoffträger bis zum Beginn des Erdkerns werden konnten. Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.

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Neue Theorie könnte Kohlenstoffgehalt des Erdmantels erklären

In der Kruste und im Mantel der Erde gibt es heute mehr Kohlenstoff, als chemische Vorgänge der frühen Bildungsphase der Erde dies theoretisch zulassen. Kohlenstoff ist ein siderophiles, also eisenliebendes, Element. Währen der Bildung des eisenhaltigen Kerns hätte das heute lebenswichtige Element also in den Kern wandern müssen. Das ist aber nicht geschehen, da der Erdmantel heute noch etwa 115 ppm Kohlenstoffanteile besitzt. Dieser Kohlenstoff dürfte gar nicht mehr existieren. Und selbst wenn es durch irgendeinen Mechanismus nicht zu einer Differentiation zum Kern hin gab, hätte der vorhandene Kohlenstoff verdampfen müssen. Kohlenstoff hat eine Siedetemperatur von 4.827 °C. Wie kann sich heute noch so viel Kohlenstoff im Mantel und im Kern aufhalten?

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