Eine Sanduhr im wahrsten Sinne des Wortes

News: Eine Sanduhr im wahrsten Sinne des Wortes

Die Erde ist ungefähr 4,6 Milliarden Jahre alt, aber über die ersten vier Milliarden Jahre - das sogenannte Präkambrium - wissen die Wissenschaftler bis heute relativ wenig. In dieser Zeit entstanden die Kontinente, und das Leben auf der Erde entwickelte sich. Gesteine und Fossilien zeigen lückenhaft, wann was geschah, doch eine genaue zeitliche Einordnung ist oft schwierig. Die Altersbestimmung von magmatischen Gesteinen beruht auf dem Zerfall von radioaktiven Isotopen. Sedimentgesteine können dagegen nur über Fossilien oder im Vergleich mit magmatischen Schichten datiert werden. In Australien wurden jetzt aber auch in Sandsteinen 'tickende' Langzeituhren gefunden.

Ein paar Millionen Jahre sind für Geologen nichts. Dennoch versuchen sie, das Alter von Gesteinen möglichst genau zu ermitteln, da sie aus der Art des Gesteins die Umweltbedingungen für die Lebewesen auf den alten Landoberflächen ablesen können. Das Alter von Ergußgesteinen können Geowissenschaftler ziemlich genau bestimmen. Sie messen, welcher Anteil an radioaktiven Isotopen zerfallen ist, und lesen daraus ab, wann die Gesteinsmasse flüssig war. Sandsteine, die im Laufe von Jahrmillionen abgelagert wurden, enthalten dagegen keine radioaktiven Isotope. Bisher konnte man ihr Alter daher nur relativ zu den darüber und darunterliegenden Schichten von magmatischen Gesteinen bestimmen. Auch Fossilien, die sonst die zeitliche Einordnung ermöglichen, kommen in präkambrischen Sedimenten nur selten vor, da die Lebewesen damals noch keine harten Teile entwickelt hatten, die sich erhalten konnten.

Schon lange suchen Wissenschaftler daher in Sedimentgesteinen nach Mineralien, die als geologische Uhr dienen könnten. Neal McNaughton, Birger Rasmussen und Ian Fletcher von der University of Western Australiain Perth sind fündig geworden. Sie entdeckten, daß in den Schichten ein verbreitetes phosphathaltiges Mineral mit dem Namen Xenotim in winzigen Kristallen von gerade einmal drei Mikrometern Durchmesser wächst. Es bildet sich mit der für geologische Maßstäbe kurzen Zeit von einer Million Jahren.

Mit einem hochauflösenden Ionen-Mikroskop analysierten die Forscher den relativen Anteil von Uran-Isotopen und dem Zerfallsprodukt Blei in Xenotim-Kristallen vom Kimberley Basin in Nordwest-Australien. Das ermittelte Alter von 1,7 Milliarden Jahren stimmt gut mit den 1,78 Milliarden alten Ergußgesteinen darunter überein.

"Falls die Methode wirklich genau ist", sagt Roger Buick von der University of Sidney, "dann wird sie den präkambrischen Kalender revolutionieren und uns erlauben, die verstreuten fossilen Hinweise auf frühes Leben zu datieren und die Evolutionsgeschwindigkeit zu bestimmen."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 1.10.1998
" Uralte Gänge und ihre Bewohner "
Spektrum Ticker vom 15.9.1998
"Die Vergangenheit ist rund "
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 6/98, Seite 27
"Erste moderne Tiere schon im Präkambrium"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)