Schottische und irische Gesteine ​​bestätigen seltene Funde einer „Schneeball-Erde“

Eine Felsformation, die sich über Irland und Schottland erstreckt, ist möglicherweise die weltweit vollständigste Aufzeichnung der „Schneeball-Erde“, einem entscheidenden Moment in der Planetengeschichte, als der Globus mit Eis bedeckt war. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie unter der Leitung von Forschern des UCL (University College London).

Die Studie, veröffentlicht im Zeitschrift der Geological Society of Londonfanden heraus, dass die Port-Askaig-Formation, die aus bis zu 1,1 km dicken Gesteinsschichten besteht, wahrscheinlich vor 662 bis 720 Millionen Jahren während der Sturtium-Eiszeit entstand – der ersten von zwei globalen Eiszeiten, die als Auslöser für die Entwicklung komplexen vielzelligen Lebens gelten.

Ein freiliegender Felsvorsprung dieser Formation, der auf den Garvellachs genannten schottischen Inseln gefunden wurde, ist einzigartig, da er den Übergang von einer zuvor warmen, tropischen Umgebung zur „Schneeball-Erde“ zeigt.

Bei anderen Gesteinen, die sich zu einer ähnlichen Zeit gebildet haben, beispielsweise in Nordamerika und Namibia, fehlt dieser Übergang.

Der leitende Autor Professor Graham Shields von UCL Earth Sciences sagte: „Diese Gesteine ​​zeugen von einer Zeit, als die Erde von Eis bedeckt war. Alles komplexe, vielzellige Leben, wie etwa Tiere, entstand aus dieser tiefen Kälte, und die ersten Belege in Fossilienfunden tauchten kurz nach dem Auftauen des Planeten auf.“

Erstautor Elias Rugen, ein Doktorand am UCL Earth Sciences, sagte: „Unsere Studie liefert die ersten schlüssigen Datierungseingrenzungen für diese schottischen und irischen Gesteine ​​und bestätigt damit ihre globale Bedeutung.“

„Die auf den Garvellachs freigelegten Gesteinsschichten sind weltweit einzigartig. Unter den während der unvorstellbaren Kälte der Sturtium-Eiszeit abgelagerten Gesteinen befinden sich 70 Meter älteres Karbonatgestein, das in tropischen Gewässern entstanden ist. Diese Schichten dokumentieren eine tropische Meeresumwelt mit blühendem Cyanobakterienleben, das allmählich kühler wurde und das Ende eines etwa eine Milliarde Jahre währenden gemäßigten Klimas auf der Erde markierte.

„In den meisten Teilen der Welt ist dieser bemerkenswerte Übergang nicht zu beobachten, weil die urzeitlichen Gletscher das darunterliegende Gestein abgeschabt und erodiert haben. In Schottland jedoch ist dieser Übergang wie durch ein Wunder sichtbar.“

Die Sturtium-Eiszeit dauerte etwa 60 Millionen Jahre und war eine von zwei großen Eiszeiten, die während des Kryogeniums (vor 635 bis 720 Millionen Jahren) stattfanden. Milliarden von Jahren vor dieser Zeit bestand das Leben nur aus Einzellern und Algen.

Nach dieser Periode entwickelte sich, geologisch gesehen, rasch komplexes Leben. Die meisten heutigen Tiere ähneln in grundlegenden Merkmalen den Lebensformen, die sich vor über 500 Millionen Jahren entwickelten.

Einer Theorie zufolge könnte die feindliche Natur der extremen Kälte zur Entstehung des Altruismus geführt haben, wobei Einzeller lernten, miteinander zu kooperieren, und so mehrzelliges Leben entstand.

Man ging davon aus, dass das Vordringen und Zurückweichen des Eises auf der Erde relativ schnell, über Tausende von Jahren hinweg, erfolgte. Grund dafür war der Albedo-Effekt. Das bedeutet, je mehr Eis vorhanden ist, desto mehr Sonnenlicht wird in den Weltraum zurückreflektiert und umgekehrt.

Professor Shields erklärte: „Der Rückzug des Eises hätte eine Katastrophe bedeutet. Das Leben war an zig Millionen Jahre Tiefkühlzeit gewöhnt. Sobald sich die Erde erwärmte, hätte alles Leben in einem Wettrüsten um Anpassung konkurrieren müssen. Was überlebte, waren die Vorfahren aller Tiere.“

Für die neue Studie sammelte das Forschungsteam Sandsteinproben aus der 1,1 Kilometer dicken Port-Askaig-Formation sowie aus der darunter liegenden älteren, 70 Meter dicken Garbh-Eileach-Formation.

Sie analysierten winzige, extrem haltbare Mineralien im Gestein, sogenannte Zirkone. Diese lassen sich genau datieren, da sie das radioaktive Element Uran enthalten, das sich mit konstanter Geschwindigkeit in Blei umwandelt (zerfällt). Die Zirkone und andere geochemische Beweise lassen darauf schließen, dass die Gesteine ​​vor 662 bis 720 Millionen Jahren abgelagert wurden.

Die Forscher sagten, dass die neuen Altersbeschränkungen für die Gesteine ​​möglicherweise die nötigen Beweise liefern könnten, um die Stätte als Markierung für den Beginn des Cryogeniums zu erklären.

Diese Markierung, bekannt als Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP), wird manchmal auch als „Golden Spike“ bezeichnet, da zur Markierung der Grenze ein goldener Nagel in den Fels getrieben wird.

GSSPs ziehen Besucher aus der ganzen Welt an und in einigen Fällen wurden an den Standorten Museen eingerichtet.

Eine Gruppe der Internationalen Kommission für Stratigraphie, einem Teil der Internationalen Union der Geologischen Wissenschaften, besuchte die Garvellachs im Juli, um die Existenz eines Golden Spike auf dem Archipel zu prüfen. Derzeit sind die Inseln nur mit einem gecharterten Boot oder per Segel- oder Kajakfahrt erreichbar.

An der Studie waren Forscher des UCL, der Universität Mailand-Bicocca (Italien) und der Birkbeck University of London beteiligt.