Wissenschaftler haben 1,4 Mrd. Jahre alte Luftblasen "entdeckt

Kristalle aus gewöhnlichem Steinsalz sind plötzlich zu einem "Archiv" der Erdatmosphäre geworden, die lange vor den Dinosauriern existierte.

Ein Team unter der Leitung des RPI-Doktoranden Justin Park und Professor Morgan Schaller hat Flüssigkeits- und Gaseinschlüsse in einem etwa 1,4 Milliarden Jahre alten Halit aus dem Norden Ontarios untersucht - und damit direkte Messungen der Zusammensetzung der alten Luft um eine gigantische Zeitspanne zurückverlegt.

Wie die Forscher erklären, gab es im Mesoproterozoikum ein flaches Becken im heutigen Kanada, das den heutigen hypersalinen Depressionen wie dem Death Valley ähnelte: Wasser verdampfte, Salzkristalle fielen aus und mikroskopisch kleine "Taschen" aus Sole und Luftblasen wurden in ihnen eingeschlossen. Diese Kapseln erwiesen sich als nahezu perfekte Aufbewahrungsorte - die Kristalle wurden dann vom Sediment begraben und blieben für Hunderte von Millionen Jahren von der Außenwelt isoliert.

Die größte Herausforderung bestand nicht darin, die Einschlüsse zu finden, sondern darin, sie richtig zu "lesen": Gas und Sole sind gleichzeitig im Kristall vorhanden, und Sauerstoff und Kohlendioxid verhalten sich in Wasser anders als in Luft. Nach Angaben des RPI wurde Park durch speziell zusammengestellte Laboreinrichtungen und eine Technik unterstützt, die es ihm ermöglicht, die Verteilung der Gase zwischen der Wasser- und der Gasphase zu berücksichtigen und genauere Schätzungen der antiken Atmosphäre zu erhalten.

Die Ergebnisse waren unerwartet. Erstens lag der Sauerstoffgehalt den Messungen zufolge bei etwa 3,7 Prozent des heutigen Wertes - höher als von vielen erwartet für eine Ära, die von Geologen manchmal ironisch als "langweilige Milliarde" bezeichnet wird. Zweitens war der CO₂-Gehalt etwa 10-mal höher als heute, was trotz der schwächeren Sonne ein mit dem heutigen vergleichbares Klima ermöglicht haben könnte.

Dies wirft eine interessante Frage auf: Wenn es genug Sauerstoff gab, um theoretisch komplexes mehrzelliges Leben zu "ziehen", warum tauchten Tiere dann erst so viel später auf? Die Autoren betonen, dass es sich bei ihrer Probe nur um eine Momentaufnahme der geologischen Zeit handelt: Sie könnte eine kurzfristige Sauerstoffspitze aufgezeichnet haben und nicht eine stabile Norm für die gesamte Epoche.

Die Wissenschaftler führen den relativ hohen Sauerstoffgehalt auch auf evolutionäre Veränderungen in der Algenwelt zurück: Rotalgen tauchten um diese Zeit auf und könnten einen erheblichen Einfluss auf die Sauerstoffproduktion im globalen Maßstab gehabt haben.