Eine erstaunliche Beobachtung hat kürzlich eine enge Beziehung zwischen dem Magnetfeld unseres Planeten und dem Sauerstoffgehalt seiner Atmosphäre beleuchtet.
Über mehr als eine halbe Milliarde Jahre hinweg haben sich diese beiden Parameter anscheinend Hand in Hand entwickelt und zeigen eine Verbindung zwischen den Tiefen der Erde und den Bedingungen an der Oberfläche. Diese in
Science Advances veröffentlichte Entdeckung deutet darauf hin, dass die Bewohnbarkeit der Erde über lange Zeiträume durch interne Prozesse beeinflusst werden könnte.
Um zu diesen Erkenntnissen zu gelangen, untersuchten Wissenschaftler der NASA geologische Aufzeichnungen, die fast 540 Millionen Jahre umfassen. Sie verglichen die Schwankungen des Magnetfelds, aufgezeichnet in magnetischen Mineralien, mit den Veränderungen des atmosphärischen Sauerstoffs, die aus der Chemie der Gesteine abgeleitet wurden. Das Team suchte nach gemeinsamen Trends, was beeindruckende Korrelationen zwischen diesen beiden wesentlichen Elementen aufdeckte.
Das Erdmagnetfeld wird durch Ströme aus geschmolzenem Eisen im äußeren Kern erzeugt. Wie ein gigantischer Dynamo erzeugt diese interne Aktivität einen Schutzschild, der die Atmosphäre vor energiereichen Teilchen von der Sonne schützt. Veränderungen dieses Feldes im Laufe der Äonen könnten somit die Rückhaltung von Gasen beeinflussen und eine mögliche Verbindung zu den gemessenen Sauerstoffwerten bieten.
Die Beweise für diese ferne Vergangenheit sind in den Gesteinen konserviert. Wenn Magma abkühlt, speichern die darin enthaltenen Mineralien die Ausrichtung des umgebenden Magnetfelds. Gleichzeitig spiegelt die chemische Zusammensetzung von Sedimenten die Menge an Sauerstoff wider, die bei ihrer Ablagerung vorhanden war. Dank von Geophysikern und Geochemikern zusammengestellter Datenbanken konnten diese Spuren über einen weiten Zeitraum analysiert werden, was die Rekonstruktion der Geschichte der Erdatmosphäre und des Erdmagnetismus ermöglichte.
Die beobachtete Korrelation reicht bis zur kambrischen Explosion zurück, einer Ära, in der sich komplexes Leben auf der Erde zu diversifizieren begann. Die Forscher schlagen vor, dass Phänomene wie die Plattentektonik der Grund für diese Synchronisation sein könnten, da sie sowohl auf das Innere des Planeten als auch auf die Atmosphäre einwirken. Somit erscheint diese Schlüsselepoche der biologischen Evolution mit tiefgreifenden geologischen Dynamiken verbunden.
Um weiter zu gehen, plant das Team, noch ältere Zeiträume und andere wichtige Elemente wie Stickstoff zu untersuchen. Das Verständnis der genauen Mechanismen, die den Erdkern mit den Oberflächenbedingungen verbinden, wird weitere Untersuchungen erfordern, aber dieser Ansatz eröffnet neue Wege zur Erforschung der Evolution des Lebens auf unserem Planeten.
Quelle: Science Advances