Die Erde erlebte vor etwa 717 Millionen Jahren einen Tieffrost, der zu einem Ereignis führte, das Wissenschaftler als „Schneeball-Erde“-Ereignis bezeichnen. Eisschichten dehnten sich von den Polen bis zum Äquator aus, bedeckten den Planeten mit Gletschern und hinterließen dunkle, subglaziale Meere ohne Sonnenlicht. Eine kürzlich in Nature Communications veröffentlichte Studie hat gezeigt, wie kalt diese alten Ozeane waren: geschätzte −15 °C ± 7 °C, was möglicherweise die kälteste Meerestemperatur darstellt, die jemals in der Erdgeschichte gemessen wurde.
Das Rätsel des Wassers unter dem Gefrierpunkt
Damit Meerwasser bei solch niedrigen Temperaturen flüssig blieb, musste es außergewöhnlich salzig sein. Die Studie legt nahe, dass während der Sturtian-Schneeball-Eiszeit (die 57 Millionen Jahre dauerte) einige Meerwassertaschen bis zu viermal salziger als moderne Ozeane gewesen sein könnten. Dieser extreme Salzgehalt verhinderte ein vollständiges Gefrieren, ähnlich wie die supersalzigen, unter dem Gefrierpunkt liegenden Sole, die heute im Vida-See in der Antarktis zu finden sind.
Diese Entdeckung ist wichtig, weil sie uns hilft, die Bedingungen zu verstehen, unter denen das frühe Leben trotz extremer Klimaveränderungen bestehen blieb. Die starke Kälte und der Salzgehalt hätten eine raue Umgebung geschaffen, doch das Leben fand einen Weg, in abgelegenen Gebieten zu überleben. Es wirft auch Fragen zum Zusammenspiel zwischen Vereisung, Ozeanchemie und der Entwicklung früher Ökosysteme auf.
Wie Wissenschaftler antike Temperaturen maßen
Das Team hinter der Forschung entwickelte eine neuartige Methode zur Rekonstruktion vergangener Meerestemperaturen durch die Analyse alter Eisenformationen. Diese Formationen sammeln sich an, wenn im Wasser gelöstes Eisen mit Sauerstoff reagiert und Rost bildet. Die Isotopenzusammensetzung von Eisen ändert sich je nach Temperatur: Kälteres Wasser führt zu schwereren Isotopen.
Durch den Vergleich der Isotopensignatur von Eisen in schneeballförmigen Erdformationen mit älteren, vorsauerstoffhaltigen Eisenvorkommen berechneten Wissenschaftler, dass die alten Meere etwa 40 °C kälter waren als unter diesen Bedingungen. Dieser innovative Ansatz ermöglicht es Forschern, Klimadaten aus Milliarden Jahre alten Gesteinen zu extrahieren.
Salzgehalt als Schlüsselfaktor
Die Studie bestätigte auch einen extrem hohen Salzgehalt. Unabhängige Analysen von Sedimenten aus Australien stützen die Feststellung, dass die Sole der Schneeball-Erde unglaublich konzentriert war. Dieser hohe Salzgehalt hätte in Kombination mit der extremen Kälte eine einzigartige Umgebung geschaffen, in der möglicherweise Leben in isolierten Taschen überleben könnte.
„Es war sehr cool, die zusätzliche Bestätigung zu bekommen, dass es tatsächlich sehr, sehr kalt war“, sagt Jochen Brocks von der Australian National University, dessen frühere Arbeiten die neuen Erkenntnisse bestätigen.
Die Kombination aus extremer Kälte und hohem Salzgehalt ist bedeutsam, weil sie die Widerstandsfähigkeit des Lebens gegenüber katastrophalen Klimaereignissen unterstreicht. Das Verständnis dieser Bedingungen kann uns helfen, die Bewohnbarkeit anderer Planeten und das Potenzial für die Existenz von Leben in extremen Umgebungen anderswo im Universum besser einzuschätzen.
Diese Ergebnisse bestätigen, dass die Schneeballerde eine wirklich fremde Welt war, deren Ozeane weitaus kälter und salziger waren als alles, was wir heute sehen. Die Forschung fügt dem Puzzle der turbulenten Vergangenheit der Erde ein weiteres Teil hinzu und erinnert uns daran, dass unser Planet im Laufe seiner Geschichte dramatische Veränderungen durchgemacht hat.
