Vor etwa 700 Millionen Jahren könnte die Erde etwa so ausgesehen haben (Bildnachweis: NASA)
Wer zwischen 720 Millionen und 635 Millionen Jahren auf der Erde lebte, hätte wahrscheinlich eine Jacke gebraucht.
Geologen vermuten seit langem, dass die Temperatur der Erde in dieser Zeit dramatisch gesunken ist, was zu einer eisigen „Schneeball-Erde“ führte. Aber sie sind sich nicht einig darüber, wie eisig der Planet wurde – insbesondere, ob dickes Gletschereis den gesamten Globus bis hinunter zum Äquator bedeckte.
Nun unterstützen neue Beweise, die in den Tavakaiv- oder „Tava“-Sandsteinen in den Rocky Mountains von Colorado gefunden wurden, die Vorstellung, dass die Schneeball-Erde tatsächlich ein globales Phänomen war.
„Diese Studie ist der erste physikalische Beweis dafür, dass die Schneeball-Erde das Herz der Kontinente am Äquator erreicht hat“, sagte Liam Courtney-Davies, Hauptautor der neuen Studie und Postdoktorand in der Abteilung für geologische Wissenschaften an der Universität von Colorado, Boulder, in einer Erklärung.
Warum sind die Tava-Sandsteine ein wichtiges Teil dieses Puzzles? Während der Schneeball-Erdzeit befand sich Colorado nicht auf seinem heutigen nördlichen Breitengrad, sondern lag am Äquator als eingeschlossener Teil des alten Superkontinents Laurentia. Gegenwärtig ragen die Tava-Sandsteine an einigen Stellen entlang der Front Range von Colorado aus dem Boden, vor allem um den Pikes Peak. Für Geologen erzählen diese Gesteinsformationen eine faszinierende Geschichte: Sie begannen als Sande an der Oberfläche und wurden dann in den Untergrund geschoben.
„Es handelt sich dabei um klassische geologische Merkmale, die Injektiten genannt werden und sich häufig unter einigen Eisschilden bilden, auch in der heutigen Antarktis“, so Courtney-Davies.
Wenn die Eisschilde tatsächlich dafür verantwortlich waren, dass diese Gesteine in den Untergrund gedrückt wurden, wollten Courtney-Davies und sein Team herausfinden, wann genau dieser Prozess stattfand.
Die Forscher nutzten eine Datierungstechnik namens Laserablationsspektrometrie. Aus dem Tava-Gestein wurden Mineralproben entnommen, die reich an Eisenoxid sind. Das Team beschoss sie dann mit einem Laser, wodurch kleine Mengen des radioaktiven Elements Uran freigesetzt wurden.
Da Uranatome mit einer bekannten Geschwindigkeit zerfallen, konnten die Forscher feststellen, wann die Felsen wahrscheinlich unter der Erde begraben wurden – irgendwann zwischen 690 und 660 Millionen Jahren, also mitten in der vermuteten Schneeballphase der Erde.
Courtney-Davies fügte hinzu, dass mehr Wissen über diese Periode der Erdgeschichte den Wissenschaftlern helfen kann, die Beziehung zwischen dem Klima der Erde und den großen evolutionären Übergängen in der Geschichte des Lebens zu verstehen. Man nimmt zum Beispiel an, dass die ersten mehrzelligen Organismen, die Vorfahren der heutigen Tiere und Pflanzen, in den Ozeanen entstanden sind, nicht lange nachdem die Schneeball-Erde schließlich aufgetaut war.
„Das Klima hat sich entwickelt, und das Leben hat sich mit ihm entwickelt. All diese Dinge geschahen während der Umwälzung der Schneeball-Erde“, sagte Courtney-Davies. „Wir müssen diesen gesamten Zeitraum besser charakterisieren, um zu verstehen, wie wir und der Planet sich gemeinsam entwickelt haben.“
Die Studie wurde am Montag (11. November) online in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
