Sauerstoff verursachte Eiszeit

Geologen der University of Maryland und ein Team von Wissenschaftlern aus Deutschland, Südafrika, Kanada und den USA haben Beweise dafür gefunden, dass die Zunahme des Sauerstoffgehalts der Atmosphäre, die vor über 2 Milliarden Jahren begann, die erste Eiszeit verursacht hat.

Mit Hilfe von Schwefel-Isotopen konnte der Sauerstoffgehalt von bis zu 2,3 Milliarden Jahre altem Gestein in Südafrika bestimmt werden. Die Wissenschaftler konnten einen plötzlichen Anstieg des Sauerstoffsgehalts zeitlich mit Gletscherspuren in Verbindung bringen.

Und so konnte die erste Eiszeit entstanden sein: Vor mehr als 2,5 Milliarden Jahren gab es kaum Sauerstoff in unserer Atmosphäre. Langsam entstanden im Ozean Bakterien, die Photosynthese betreiben konnten. So stieg der Sauerstoffgehalt zunächst am Grunde des Ozeans langsam an. Dieser im Wasser gelöste Sauerstoff reagierte mit dem Eisen in den Ozeanen und bildete Eisenoxid, dass sich am Meeresgrund als rotbraunes Sediment ablagerte.

Erst als das Eisen aufgebraucht war, fing der Sauerstoff an, in die Atmosphäre zu entweichen. Dort reagierte es vermutlich mit dem reichlich vorhandenen Methan und es bildete sich Kohlendioxid. Dieses ist aber im Vergleich zu Methan ein 61-mal weniger effektives Treibhausgas. Mit dem steigenden Kohlendioxid-Gehalt setzte also im Gegensatz zu heute damals eine Globale Abkühlung ein, allerdings nur, weil gleichzeitig der Methan-Gehalt der Atmosphäre sank.

Weiterhin führte der steigende Sauerstoffgehalt vermutlich zur Verstärkung der Ozonschicht in der Stratosphäre mit dem Ergebnis, dass weniger schädliche UV-Strahlen bis zur Erde gelangten. Dadurch wurde es Photosynthese betreibenden Organismen nun möglich, aus der Tiefe des Meeres an die Oberfläche umzusiedeln, was die Sauerstoffproduktion weiter beschleunigte.

Ein weiterer Vorteil des steigenden Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre war die zunehmnde Verwitterung, also die Zersetzung des Gesteins, die dafür sorgte, dass vermehrt Nährstoffe in die Ozeane gelangten. Der Sauerstoff sorgte also praktisch für eine komplette Umgestaltung von Atmophäre, Klima und Leben auf der Erde.