Studie zeigt, dass die Evolution der Landpflanzen die Zusammensetzung der Erdkruste verändert hat

Eine neue Studie, an der ein internationales Forscherteam beteiligt war, hat herausgefunden, dass die Evolution der Landpflanzen eine plötzliche Verschiebung in der Zusammensetzung der Kontinente der Erde verursachte.

Die Entdeckung wurde gemacht, indem der Fossilienbestand von Pflanzen mit Archiven von Umweltveränderungen und mit Aufzeichnungen über die chemische Zusammensetzung der Erde tief unter unseren Füßen in den letzten 700 Millionen Jahren verknüpft wurde.

Dabei haben Wissenschaftler eine dramatische Veränderung in der Zusammensetzung der Gesteine ​​festgestellt, aus denen die Kontinente der Erde bestehen, die von der primitiven Vegetation verursacht wurde, die Schlamm an Land einfängt und ihn daran hindert, Flüsse hinunter und ins Meer zu spülen.

Dr. Alex Brasier von der School of Geosciences der University of Aberdeen gehört zu den Co-Autoren der Studie, an der Wissenschaftler der Universitäten Southampton, Cambridge, Wuhan in China und der Queen’s University in Kanada beteiligt waren. Es ist erschienen in Natur Geowissenschaften.

Dr. Brasier sagt, dass „die ersten Landpflanzen einfache, kleine Dinge wie Moose waren, die vor etwa 450 bis 420 Millionen Jahren während der Ordovizium- und Silur-Zeit in feuchten Umgebungen an Land lebten. Größere Pflanzen mit tieferen Wurzeln, die in trockeneren Umgebungen leben konnten entwickelte sich kurz danach, in der Devonzeit.“

„Diese primitiven Pflanzen breiten sich über das Land aus und verwandeln einen einst marsähnlichen Planeten aus kargem Gestein in eine Welt des Lebens, das auf organisch reichen Böden wächst. Einige der spektakulärsten und wichtigsten frühen Landpflanzenfossilien der Erde stammen aus dem Dorf von Rhynie in Aberdeenshire, wo vor 407 Millionen Jahren Mineralien aus einer heißen Quelle ausfielen und ihre Stängel versteinerten – zusammen mit anderen Dingen, die auf den Pflanzen lebten, wie die Vorfahren der Insekten.

Dr. Brasier fügte hinzu, dass die Studie die bevorstehende Untersuchung von Fossilien aus dem kleinen Dorf Rhynie in Aberdeenshire, das unter Paläontologen für seine spektakulären Fossilien von 407 Millionen Jahre alten primitiven Pflanzen bekannt ist, informieren wird.

„Wir arbeiten jetzt mit Kollegen von der Queen’s University an der Chemie des Gesteins der heißen Quellen von Rhynie, wo wir hoffen, mehr über diese wichtige Fossilien-Erhaltungsstätte zu enthüllen und nach weiteren Hinweisen darauf zu suchen, wie diese frühen Landpflanzen die Erde verändert haben .“

Die Ausbreitung von Pflanzen hat die Biosphäre der Erde – jene Teile der Planetenoberfläche, auf denen Leben gedeiht – vollständig verändert, wobei kleine Pflanzen sich später zu Bäumen entwickeln und den Weg für riesige 2,5 Meter lange Tausendfüßler ebnen, die ihre Fußspuren auf der Isle of Arran in den Kohlesümpfen hinterlassen haben der Karbonzeit und später für das Aufkommen der Dinosaurier.

Der Hauptautor der Studie, Dr. Christopher Spencer, Assistenzprofessor an der Queen’s University, erklärte, dass Pflanzen grundlegende Veränderungen in Flusssystemen verursachten, was zu stärker gewundenen Flüssen und schlammigen Überschwemmungsgebieten sowie zu dickeren Böden führte.

Er fügte hinzu, dass „diese Verschiebung mit der Entwicklung von Pflanzenwurzelsystemen verbunden war, die dazu beitrugen, kolossale Mengen an Schlamm zu produzieren (durch den Abbau von Steinen) und Flusskanäle zu stabilisieren, die diesen Schlamm für lange Zeit einschlossen.“

Das Team erkannte, dass die Erdoberfläche und das tiefe Innere durch Plattentektonik verbunden sind – Flüsse spülen Schlamm in die Ozeane, und dieser Schlamm wird dann an Subduktionszonen in das geschmolzene Innere der Erde gezogen, wo er geschmolzen wird, um neues Gestein zu bilden.

„Wenn diese Gesteine ​​kristallisieren, fangen sie Spuren ihrer vergangenen Geschichte ein“, erklärte der Co-Autor der Studie, Dr. Tom Gernon, außerordentlicher Professor für Geowissenschaften an der Universität von Southampton. „Also stellten wir die Hypothese auf, dass die Evolution von Pflanzen den Transport von Schlamm in die Ozeane dramatisch verlangsamen sollte und dass dieses Merkmal in den Gesteinsaufzeichnungen erhalten bleiben sollte – so einfach ist das.“

Um diese Idee zu testen, untersuchte das Team eine Datenbank mit über fünftausend Zirkonkristallen, die in Magmen an Subduktionszonen gebildet wurden – im Wesentlichen „Zeitkapseln“, die wichtige Informationen über die chemischen Bedingungen bewahren, die auf der Erde herrschten, als sie kristallisierten.

Das Team deckte überzeugende Beweise für eine dramatische Veränderung in der Zusammensetzung der Gesteine ​​auf, aus denen die Kontinente der Erde bestehen, was genau mit dem Auftreten der ersten schlammbindenden Landpflanzen zusammenfällt.

Bemerkenswerterweise fanden die Wissenschaftler auch heraus, dass die chemischen Eigenschaften der zu diesem Zeitpunkt erzeugten Zirkonkristalle auf eine signifikante Verlangsamung des Sedimenttransfers in die Ozeane hindeuten, genau wie sie angenommen hatten.

Die Forscher zeigen, dass die Vegetation nicht nur die Erdoberfläche, sondern auch die Schmelzdynamik im Erdmantel verändert hat.

„Es ist erstaunlich, sich vorzustellen, dass das Ergrünen der Kontinente in der Tiefe der Erde zu spüren war“, sagte Dr. Spencer. „Hoffentlich stimuliert diese bisher unerkannte Verbindung zwischen dem Erdinneren und der Oberflächenumgebung weitere Studien.“