Eiszeit und heiße Ozeane

Göttinger Geowissenschaftler untersuchen das Klima während der Erdfrühzeit

Uralt: Gebänderte Eisenerze sind Ablagerungen aus der Frühzeit der Erde. Solche Sedimente, deren Auftreten mit dem Aufkommen von freiem Sauerstoff aus Photosynthese zusammenhängt, stellen die bedeutendsten Eisenerzlagerstätten der Erde dar. Foto: nh

Göttingen. In zwei neuen Projekten untersuchen Göttinger Wissenschaftler, wie sich das Klima verändert hat. In der Frühzeit der Erde herrschten extreme Klimaverhältnisse. 

Manche Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Wasser der Ozeane zeitweise bis zu 70 Grad Celsius heiß war, während in anderen Phasen Eis die Erde bedeckte. Die klimatischen Schwankungen während der Erdfrühzeit, im Präkambrium vor etwa 4,5 Milliarden bis 500 Millionen Jahren, untersuchen Geowissenschaftler der Universität Göttingen in zwei neuen Projekten. Mit 2,3 Millionen Euro fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die Arbeit drei Jahre lang.

Die Geowissenschaftler erhoffen sich neue Erkenntnisse über die Klimageschichte und die Entwicklung der Erde insgesamt. Die Erdfrühzeit war von großen Umwälzungen geprägt. In diese Zeit fallen Ereignisse wie die Bildung des Mondes, das Auftreten erster Ozeane und Kontinente, die Bildung gigantischer Erzlagerstätten und die Entstehung des Lebens.

Das Klima der Erde unterlag im Präkambrium extremen Schwankungen: Phasen, in denen die Wassertemperatur der Ozeane womöglich bis zu 70 Grad Celsius betrug, wechselten sich mit Eiszeitaltern ab, in denen die Erde vermutlich vollständig zugefroren war. „Mit der Förderung der DFG wollen wir versuchen, Licht in das Dunkel der Frühzeit der Erde zu bringen“, erläutert Projektleiter Prof. Dr. Andreas Pack vom Geowissenschaftlichen Zentrum in Göttingen, zu dessen Hauptforschungsgebieten die Entstehung des Mondes und die Rekonstruktion der Ozeanwassertemperaturen in der Erdfrühzeit gehören.

Das Fördergeld der DFG fließt zum großen Teil in die Anschaffung eines neuartigen hochauflösenden Gasmassenspektrometers. „Von diesem neuen Typ Massenspektrometer erhoffen wir uns Einblicke in die Klimageschichte der frühen Erde, die so bislang nicht möglich waren“, so Pack, Professor für Isotopengeologie in Göttingen. Mit dem neuen Gerät wollen die Göttinger Forscher die Zusammensetzung von Kalkstein aus der frühen Erdzeit untersuchen, um Erkenntnisse über die Temperatur der Ozeane damals zu gewinnen.

Bislang gibt es zwar Theorien dazu. Doch noch wisse man nicht, ob die Ozeane tatsächlich heiß waren oder nicht. „Meine Vermutung ist, dass die Ozeane nicht heiß waren, sondern eine Temperatur von 35 bis 40 Grad Celsius hatten“, sagt Pack. Im Frühjahr 2017 sollen die Messungen beginnen. Solange wird es dauern, bis das neue Gasmassenspektrometer aufgestellt und einsatzbereit ist.

Von dem Gerät sollen auch Wissenschaftler anderer Bereiche wie der Bioklimatologie, den Forstwissenschaften oder der Bodenkunde profitieren. Pack: „Wir sehen die Förderung auch als Verpflichtung, die phantastischen neuen analytischen Möglichkeiten einem größeren Kreis von Kolleginnen und Kollegen zu öffnen.“ 

Weitere Informationen sind im Internet zu finden unter: www.habitableearth.uni-koeln.de

Forschungsprogramm: Wie wurde die Erde bewohnbar?

Die Forschungsprojekte der Göttinger Geowissenschaftler sind Teil des neu eingerichteten DFG-Schwerpunktprogramms „Building a Habitable Earth“, an dem Forscher verschiedenster Disziplinen aus ganz Deutschland beteiligt sind.

Die Projekte der Wissenschaftler kreisen um die Frage, wie die Erde geworden ist, was sie heute ist und welche Bedingungen entscheidend für die Entstehung von Leben waren.

Das Präkambrium (Erdfrühzeit) umfasst den Zeitraum von der Entstehung der Erde vor 4,5 Milliarden Jahren bis zur Entwicklung der Tierwelt vor etwa 540 Millionen Jahren. Zu den ersten aus dem Präkambrium bekannten Lebewesen zählen Algen und Bakterien. Gegen Ende der Erdfrühzeit entstanden auch mehrzellige Organismen wie Schwämme. 

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