Vor rund 700 Millionen Jahren erlebte die Erde die schwerste Kälteperiode ihrer Geschichte. Diese bedrohte einen Großteil des Lebens auf dem Planeten. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass sauerstoffabhängiges Leben eventuell in Schmelzwasserpfützen auf der Eisoberfläche überlebt haben könnten. Diese Studie liefert jedoch neue Erkenntnisse über sauerstoffhaltige Meeresumgebungen und stellt sich erneut der Frage: Wie hat das Leben die schwerste Eiszeit der Erdgeschichte überlebt? Ein von der McGill University geführtes Forschungsteam hat den ersten direkten Beweis dafür gefunden, dass Gletscherschmelzwasser eine entscheidende Lebensader für Eukaryoten während des Snowball Earth-Events war. In dieser Zeit wurden die Ozeane vom lebensspendenden Sauerstoff abgeschnitten. Diese Frage hat die Wissenschaftler jahrelang verwirrt.
In der neuen Studie, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, untersuchten die Forscher eisenreiche Gesteine, die von Gletscherablagerungen in Australien, Namibia und Kalifornien zurückgelassen wurden, um ein besseres Bild von den Umweltbedingungen aus dieser Zeit zu bekommen.
Durch die Untersuchung der Chemie dieser Eisenformationen konnten die Forscher die Sauerstoffmenge in den Ozeanen von vor rund 700 Millionen Jahren schätzen und die Auswirkungen auf das gesamte sauerstoffabhängige Meeresleben, einschließlich der frühesten Tiere wie einfache Schwämme, besser verstehen.
„Ein Großteil der Ozeane war höchstwahrscheinlich während des Gefrierens aufgrund von Sauerstoffmangel unbewohnbar gewesen. Gefundene Beweise deuten jedoch darauf hin, dass es in den Regionen, in denen das Eisschild zu schmelzen begann, eine kritische Versorgung mit sauerstoffhaltigem Schmelzwasser gab. Dieser Trend lässt sich durch eine so genannte “glaziale Sauerstoffpumpe“ erklären: Im Gletschereis eingeschlossene Luftblasen werden beim Schmelzen ins Wasser abgegeben und mit Sauerstoff angereichert”, sagt Maxwell Lechte, Postdoc am Department of Earth and Planetary Sciences unter der Leitung von Galen Halverson an der McGill University.
“Die Tatsache, dass das globale Einfrieren vor der Evolution komplexer Tiere stattfand, deutet auf eine Verbindung zwischen Snowball Earth und der Evolution der Tiere hin. Diese harten Bedingungen hätten ihre Diversifikation in komplexere Formen stimulieren können”.
sagt Lechte, der Hauptautor der Studie.
Lechte weist darauf hin, dass die Ergebnisse zwar auf die Verfügbarkeit von Sauerstoff ausgerichtet sind, aber primitive Eukaryoten auch Nahrung gebraucht hätten, um die harten Bedingungen der Eiszeit zu überstehen. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um zu untersuchen, wie es in dieser Umgebungen möglich gewesen sein könnte, ein Nahrungsnetz aufbauen zu können. Ein Ausgangspunkt könnten moderne Eisumgebungen sein, die heute komplexe Ökosysteme beherbergen.
“Diese Studie löst tatsächlich zwei Geheimnisse über die Schneeball-Erde auf einmal. Es liefert nicht nur eine Erklärung dafür, wie frühe Tiere die globale Vergletscherung überlebt haben, sondern erklärt auch eindrucksvoll, wie sich erneut Eisenablagerungen bilden konntne, nachdem sie über eine Milliarde Jahre lang nicht vorhanden waren”.
sagt Professor Galen Halverson.
Veröffentlichung: Maxwell A. Lechte, Malcolm W. Wallace, Ashleigh van Smeerdijk Hood, Weiqiang Li, Ganqing Jiang, Galen P. Halverson, Dan Asael, Stephanie L. McColl, Noah J. Planavsky. Subglacial meltwater supported aerobic marine habitats during Snowball Earth. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201909165 DOI: 10.1073/pnas.1909165116
Quelle: off. PM der McGill University
Titelbildunterschrift: Schichten von Gletscherablagerungen im Death Valley (Kalifornien). (Fotonachweis: Maxwell Lechte)
Pia Gaupels
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