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News: Salzige Geschichte

Während der Salzgehalt der Meere im Laufe der Erdgeschichte durchaus kräftig schwankte, blieb die chemische Zusammensetzung der Salze einigermaßen konstant. Jedenfalls glaubten das die meisten Forscher. Jetzt zeugen winzige Einschlüsse von Meerwasser in Salzlagern von dem Gegenteil.
Einschlüsse
Wie kommt das Salz ins Meer? Nun, diese Frage ist leicht zu beantworten: von den Kontinenten und aus dem Erdinneren. Flüsse waschen gelöste Mineralien ins Meer, und vornehmlich an den mittelozeanischen Rücken zirkuliert vulkanisch aufgeheiztes Wasser durch die Gesteine und reichert sich so mit Salzen an.

Für die Geowissenschaftler interessanter ist indes die Frage, ob die Meere schon immer die gleiche chemische Zusammensetzung hatten wie heute. Und da ist eine Antwort ungleich schwieriger. Zwar weiß man, dass beispielsweise die Kalt- und Warmzeiten zu deutlichen Schwankungen des Salzgehaltes in den Ozeanen führten, doch letztlich gehen die Forscher davon aus, dass sich die Zusammensetzung der Salze in den Meeren während den vergangenen 600 Millionen Jahren, seit Beginn des Kambriums also, nur geringfügig veränderten. Demnach wird im Zuge plattentektonischer Vorgänge etwa ebenso viel Salz in die Tiefe des Erdmantels versenkt, wie anderenorts durch Erosion oder Vulkanismus hinzukommt.

Diese Meinung können Tim Lowenstein von der State University of New York in Binghampton und seine Kollegen nun nicht mehr teilen, denn sie hatten in unterschiedlich alten Salzlagern Australiens, Omans und der Amerikas winzige Einschlüsse entdeckt, in denen sich fossiles Meerwasser fand. Und in diesen, gerade einmal 30 Mikrometer großen Tröpfchen war die chemische Geschichte der Meere seit dem Kambrium erhalten.

Insbesondere das Verhältnis von Magnesium- zu Calcium-Ionen zeigte sich dabei als überaus aufschlussreich. So entlassen die Vulkane entlang der mittelozeanischen Rücken vornehmlich Calcium ins Wasser, hohe Ca-Konzentrationen weisen also auf global besonders aktive plattentektonische Prozesse. Und genau die spiegelten sich in den winzigen Salzeinschlüssen wider. Das Mg2+/Ca2+-Verhältnis war in diesen Zeiten besonders niedrig. Seit dem Kambrium hat es sich so immer wieder kräftig verschoben und schwankte zwischen Werten von weniger als eins bis über 5,5 - heute beträgt es etwa 5,1.

Auf der anderen Seite wird dem Meerwasser jenes Calcium auch wieder entzogen - und zwar von kalkschaligen Organismen. Und so scheint es kein Zufall, dass die explosionsartige Entwicklung des Lebens im Kambrium in eine Zeit fällt, wo auch die Calciumkonzentrationen im Meerwasser besonders hoch lagen.

Einen Haken hat die Geschichte allerdings, denn die Proben stammen ja aus Salzlagern. Und die entstanden in Küstennähe, beispielsweise in Lagunen, wo Meerwasser verdampfte und Salze auskristallisierten - für die Verhältnisse im Meer generell ist ein solches Umfeld also sicher nicht typisch. Andererseits vermögen die eindrucksvollen Korrelationen der Daten mit erd- und lebensgeschichtlichen Ereignissen kritische Stimmen einigermaßen zu dämpfen.

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