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Was Meteoriteneinschläge und Kristalle über den Ursprung des Lebens verraten

31.07.2014 - (idw) Museum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung

Wann sich auf der Erde überhaupt Leben entwickeln konnte, publiziert ein internationales Wissenschaftlerteam heute in der Zeitschrift Nature. Unmittelbar nach ihrer Entstehung war die Erde ein lebensfeindlicher Ort, überzogen von glutheißer Gesteinsschmelze, die durch Kollisionen mit extraterrestrischen Körpern gebildet wurde. Wie lange dieser Zustand angehalten hat, wurde erstmalig anhand von Computersimulationen von Einschlagprozessen bestimmt, die am Museum für Naturkunde Berlin durchgeführt wurden, der Rekonstruktion ihrer Häufigkeit sowie durch die Analyse von Zirkonen, den einzigen verbliebenen Zeugen aus dieser ganz frühen Zeit der Erdgeschichte. Die ältesten Mineralkörner auf der Erde sind Zirkone. Etliche der ältesten wurden nur wenige hundert Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde vor 4,5 Milliarden Jahren gebildet und stellen somit das einzige Probenmaterial der ganz frühen Erdgeschichte, dem sogenannten Hadaikum, dar. Es wird angenommen, dass die Erde während dieses Zeitraums vor 4,5-4,0 Milliarden Jahren durch ein intensives Bombardement von extraterrestrischen Körpern ein höchst lebensfeindlicher Ort war. Wie die Bildung von Zirkonen aus den Schmelzgesteinen der riesigen Einschlagskrater mit der frühen Kollisionsgeschichte der Erde zusammenhängt, wurde erstmalig durch ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Simone Marchi (Lunar Science Institute, Southwest Research Institute, Colorado, USA) untersucht. Anhand von Computersimulationen, die am Museum für Naturkunde Berlin von Doktorand Michael Bierhaus und dem Geophysiker Dr. Kai Wünnemann durchgeführt wurden konnte gezeigt werden, dass die Bildung von Zirkonen begünstigt wird durch das Auftreten von großen Einschlägen von Körpern >100 km im Durchmesser und damit einhergehendem Aufschmelzen, Durchmischen und Umverteilen des frühen Krustengesteins. Die Häufung der tatsächlich gemessenen frühen Zirkonalter bei 4,15 Milliarden Jahren hängt daher vermutlich mit einem starken Anstieg der Häufigkeit von Einschlagereignissen zu dieser Zeit zusammen. Die Zunahme der Einschlagrate kann anhand alter Planetenoberflächen, wie z.B. der des Mondes, kalibriert werden. Dass wenig bis gar keine noch älteren Zirkone existieren ist der Tatsache geschuldet, dass praktisch die gesamte Kruste während des Hadaikums durch Einschlagprozesse recycelt wurde. In jüngerer Zeit (4,1-3,6 Milliarden Jahre) konnten nur noch wenig Zirkone gebildet werden, da nicht mehr genügend große Einschläge stattfanden.
Das vorgestellte Szenario der frühen Kollisionsgeschichte erklärt somit die Häufigkeit von Zirkonaltern bei 4,15 Milliarden Jahren. Gleichzeitig wird durch das intensive extraterrestrische Bombardement die Entwicklung von Leben vor 4,0 Jahren nahezu ausgeschlossen bzw. nur sehr widerstandsfähige Organismen hätten in exklusiven Nischen existieren können. Statistisch betrachtet, hätten während des Hadaikums etwa 1-4 Einschlagereignisse von Körpern >1000 km jeweils zu einer globalen Sterilisierung der Erdoberfläche geführt. 3-7 Körper >500 km hätten jeweils das gesamte Wasser der Ozeane zum Verdampfen gebracht. Und Wasser ist DAS Lebenselixier schlechthin!


Zitat: S. Marchi1, W.F. Bottke1, L.T. Elkins-Tanton2, M. Bierhaus3, K. Wuennemann3, A. Morbidelli4, D. A. Kring5 Widespread mixing and burial of Earth's Hadean crust by asteroid impacts has been scheduled for publication in Nature on 31 July 2014.
1. Southwest Research Institute, Boulder, CO, United States
2. Carnegie Institution for Science, Washington, DC, United States
3. Museum für Naturkunde, Berlin, Germany
4. Observatoire de la Côte d'Azur, Nice, France
5. USRA - Lunar and Planetary Institute, Houston, TX, United States
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