Forscher enthüllen Ursprung des Tierlebens

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Unter dem Antarktis-Eis schlummert ein Geheimnis – es erklärt den größten Evolutionssprung der Erdgeschichte

Von: Tanja Banner

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Tief unter dem Eis der Antarktis verbergen sich uralte Gebirge – und sie könnten erklären, warum es uns Menschen überhaupt gibt.

Frankfurt – Tief unter dem Eis der Antarktis verbergen sich die Überreste eines gewaltigen Gebirgsnetzwerks. Forschende haben nun mithilfe winziger Mineralkristalle nachgewiesen, dass diese uralten Bergketten einst so hoch wie der Himalaya aufragten – und möglicherweise den größten Evolutionssprung der Erdgeschichte auslösten.

Direkte Untersuchungen der Gesteine unter dem kilometerdicken Eisschild sind extrem schwierig. Deshalb wählte ein internationales Forschungsteam einen indirekten Weg: Es analysierte sogenannte Zirkone, mikroskopisch kleine Mineralkristalle, die Gletscher aus dem Kontinentinneren herausspülen. Diese landen schließlich im Meeresboden und lassen sich durch Tiefseebohrungen bergen.

Gebirge unter dem Antarktis-Eis waren einst größer als der Himalaya

Um Prozesse zu rekonstruieren, die sich vor über 500 Millionen Jahren abspielten, greift die Geologie auf diese Zirkone zurück: Es handelt sich um extrem widerstandsfähige Silikat-Minerale, die bei der Entstehung von Magmagesteinen kristallisieren. Sie schließen Spuren von Uran ein, das über Jahrmillionen mit bekannter Zerfallsrate zu Blei zerfällt. Anhand dieser radioaktiven „Uhr“ und der geochemischen Zusammensetzung lässt sich präzise bestimmen, wann und unter welchem Druck ein Gebirge entstand.

Die Analyse der Zirkone offenbart Bemerkenswertes: Die riesigen Gebirgszüge, deren Wurzeln heute noch unter der Antarktis existieren, entstanden vor 650 bis 450 Millionen Jahren, als mehrere Kontinente kollidierten und den Superkontinent Gondwana formten. „Die Gondwana-Supergebirge waren das größte ultrahohe Gebirgsnetzwerk in der Geschichte der Erde“, schreibt das Forschungsteam um Erstautor Bei Chen von der Australian National University (ANU) in seiner Studie, die im Fachjournal Earth and Planetary Science Letters erschienen ist.

Heute sind sie unter der Antarktis, in der Vergangenheit sorgten diese Gebirge für die Entstehung von Leben

Doch die Bedeutung dieser Gebirge reicht weit über ihre imposante Höhe hinaus. Das Forschungsteam ist überzeugt: Die Bergketten spielten eine entscheidende Rolle bei der Entstehung komplexen Lebens auf der Erde. Der Mechanismus dahinter klingt zunächst simpel: Gebirge verwittern. Regen, Wind und Eis zerreiben sie über Jahrmillionen zu feinem Gesteinsmehl. Dieses Material schwemmte im Laufe der Zeit wichtige Nährstoffe in die Ozeane – vor allem Phosphor und Eisen. Dort wirkten sie wie ein gigantischer Dünger. Algen und Bakterien vermehrten sich explosionsartig, betrieben Fotosynthese und produzierten dabei massenhaft Sauerstoff.

Allerdings hätte der Sauerstoff rasch wieder verschwinden können. Normalerweise reagieren abgestorbene Algen mit dem Sauerstoff und verbrauchen ihn dabei. Doch genau hier griffen die Gondwana-Gebirge erneut ein: Die gewaltigen Mengen an Erosionsschutt begruben die toten Algen so schnell auf dem Meeresgrund, dass keine Reaktion stattfinden konnte. Der Sauerstoff reicherte sich über Millionen von Jahren in der Atmosphäre an. Erstmals waren damit die Voraussetzungen für komplexes Tierleben geschaffen.

Blick ins Rhein-Main-Gebiet

Das Phänomen, dass einst gigantische Gebirgsmassive durch Erosion bis auf ihre Wurzeln abgetragen wurden, lässt sich auch direkt im Rhein-Main-Gebiet beobachten. Während unter dem Antarktis-Eis die Überreste der Gondwana-Supergebirge aus dem frühen Paläozoikum schlummern, sind Mittelgebirge wie der Taunus und der Odenwald die erodierten Zeugen einer späteren tektonischen Kettenreaktion: Bei der finalen Kollision von Gondwana mit dem Nordkontinent vor rund 350 bis 300 Millionen Jahren türmte sich das Variszische Gebirge auf – einstige Hochgebirgszüge, von denen heute nur noch die charakteristischen Schiefer-, Quarzit- und Granitformationen der hessischen Landschaft übrig sind.

Forschungsteam überzeugt: „Unwahrscheinlich, dass es ein Zufall ist“

Zwischen 539 und 514 Millionen Jahren vor unserer Zeit ereignete sich dann etwas Außergewöhnliches. Innerhalb eines geologisch winzigen Zeitfensters tauchten nahezu alle Grundformen des Tierlebens auf – Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sprechen von der Kambrischen Explosion. Das Forschungsteam sieht einen direkten Zusammenhang: „Es ist unwahrscheinlich, dass es ein Zufall ist, dass die dramatischste Evolutionsperiode der Erde mit der wichtigsten Gebirgsbildungsperiode des Planeten zusammenfällt.“ Wenngleich in der Wissenschaft ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren – wie geänderte Ozeanchemie und neue Lebensräume – diskutiert wird, lieferten die Gondwana-Gebirge womöglich den entscheidenden chemischen Treibstoff.

Die Nährstoffe, welche die Gondwana-Gebirge über Jahrmillionen lieferten, schufen demnach erst die Grundlage für die Entstehung komplexer Lebewesen. Besonders bemerkenswert: Ausgerechnet der heute eisbedeckte Kontinent Antarktis spielte dabei die Hauptrolle. Rund 46 Prozent aller Zirkone aus der entscheidenden Phase der Kambrischen Explosion stammen aus der Antarktis. Fast die Hälfte der damals abgelagerten Sedimente kam also von diesem Kontinent, der heute unter einem kilometerdicken Eispanzer verborgen liegt.

Die Studie wirft damit ein gänzlich neues Licht auf die Bedeutung der Antarktis für die Erdgeschichte. Was heute als lebensfeindliche Eiswüste erscheint, war einst ein Hotspot der geologischen Aktivität – und möglicherweise der wichtigste Geburtshelfer des komplexen Lebens auf unserem Planeten. (Quellen: Studie, eigene Recherche) (tab)