Ein wichtiger Befund wurde letzte Woche in derselben Ausgabe von Science wie die neuen Studien von Ardipithecus berichtet und leider von den Nachrichten des 4 Millionen Jahre alten Hominiden überschattet. Dieser Befund könnte sich als noch wichtiger herausstellen, da er sich nicht auf die Entwicklung einer einzelnen Art bezieht, sondern auf die Erholung des Lebens auf der Erde nach einer der größten Katastrophen aller Zeiten.
Ich beziehe mich auf einen Artikel von Julio Sepúlveda und anderen mit dem Titel "Rapid Resurgence of Marine Productivity After the Cretaceous-Paleogene Mass Extinction".
Sepúlveda und Kollegen untersuchten marine Sedimente in Dänemark, die auf den Zeitraum nach dem Massensterben von KT zurückgehen. Dieses Ereignis bestand aus einem Einschlag eines großen Asteroiden vor 65 Millionen Jahren auf die Erde und dem anschließenden Aussterben vieler Arten, einschließlich aller Dinosaurier. Es wird vermutet, dass die biologische Aktivität in den Ozeanen nach dem Ereignis stark zurückgegangen ist, weil die Sonne größtenteils ausgeblendet wurde und die Photosynthese in ozeanisch lebenden Algen verringert wurde. Ohne Sonne wären die Algen abgestorben, und ohne Algen, die an der Basis der ozeanischen Nahrungskette liegen, würden andere Lebensformen im Ozean absterben oder sehr selten werden. Die allgemein akzeptierten Rekonstruktionen des Geschehens deuten darauf hin, dass dieses ozeanische Absterben tatsächlich stattgefunden hat und dass es bis zu drei Millionen Jahre gedauert hat, bis sich die Ökosysteme des offenen Ozeans von diesen Auswirkungen erholt haben. (Es wurde angenommen, dass sich küstennahe Ökosysteme viel schneller erholen.) Das relativ leblose offene Meer nach dem Aufprall wird in Anlehnung an die Figur im apokalyptischen Film "Dr. Strangelove" manchmal als "Stangelove-Ozean" bezeichnet.
Diese frühere Untersuchung beruhte jedoch auf der Untersuchung von Fossilien mariner Organismen, einschließlich Algen, die ein leicht versteinertes "Gerüst" aus Siliciumdioxid hinterlassen, das nach dem Aufprall in der Tat sehr lange Zeit spärlich ist. Es ist jedoch möglich, dass bestimmte Arten von Organismen, die keine Fossilien hinterlassen, wie z. B. Cynobakterien, reichlich vorhanden sind und im Fossilienbestand unentdeckt bleiben.
Das Papier von Sepúlveda und seinen Kollegen verwendete eine andere Art von Beweisen, um die biologische Aktivität des offenen Ozeans zu untersuchen, und fand sie möglicherweise innerhalb eines Jahrhunderts nach dem Einschlag in Hülle und Fülle. Wenn sich dies als wahr herausstellt, muss die Verdunkelung des Himmels nach dem Aufprall ziemlich kurzfristig gewesen sein, und die beobachtete langfristige Störung der Ökosysteme des Ozeans muss eine andere Erklärung haben.
"Die Primärproduktivität kam schnell wieder, zumindest in der Umgebung, in der wir uns gerade befanden", so Roger Summons, einer der Autoren der Zeitung. "Die Atmosphäre muss sich schnell aufgehellt haben. Die Menschen müssen die Erholung der Ökosysteme überdenken. Es kann nicht nur an der mangelnden Nahrungsmittelversorgung liegen."
Das Forscherteam suchte nach isotopisch unterschiedlichen Materialien in den untersuchten Ozeansedimenten sowie nach Molekülen, die nur von Lebewesen gebildet werden konnten.
Die Sedimente, in denen sie sahen, bestanden aus einer 37 Zentimeter dicken Lehmschicht in Dänemark. In diesem Ton, der in relativ flachen küstennahen Umgebungen abgelagert wurde, befinden sich Kohlenwasserstoffmoleküle, die von lebenden Organismen produziert wurden und seit 65 Millionen Jahren relativ gut erhalten sind. Diese Moleküle deuten auf eine ausgedehnte offene ozeanische Photosynthese hin, die nach dem "Strangelove Ocean" -Modell nicht möglich gewesen wäre.
Die Funktionsweise der Analyse kann folgendermaßen verstanden werden: Der Ozean enthält viel gelösten Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff liegt in Form von mehr als einem Isotop vor. Ein Isotop ist eine Version eines Elements, dessen Kernzusammensetzung sich nur geringfügig unterscheidet, und die meisten Elemente, die leichter als Uran sind, haben mehrere nicht radioaktive Isotope. Wenn es kein Leben im Ozean gäbe, würde der Kohlenstoff ein bestimmtes Gleichgewicht in Bezug auf den Anteil jedes Isotops erreichen, sodass Sedimente, die Kohlenstoff enthalten, ein vorhersagbares Verhältnis dieser Isotope aufweisen würden. (Hinweis: Dies hat nichts mit Radiokarbondatierung zu tun. Weitere Informationen zur möglichen Verwirrung in Bezug auf dieses Problem finden Sie in diesem Blogbeitrag.)
Lebende Formen verwenden Kohlenstoff, aber wenn Kohlenstoff aus der Umgebung entnommen wird, werden bestimmte Isotope leichter als andere in biologisches Gewebe eingebaut. Welche Isotope in welcher Weise von biologischen Systemen verwendet werden und der genaue Grund dafür ist komplex und geht weit über den Rahmen eines Blogposts hinaus! Es genügt zu sagen, dass eine Geochemikerin bei der Untersuchung einer Kohlenstoffprobe mit sehr empfindlichen Instrumenten feststellen kann, ob dieser Kohlenstoff aus einem nicht-biologischen System im Vergleich zu einem biologischen System stammt. Darüber hinaus ist es sogar möglich zu erkennen, welche Art von biologischem System vertreten ist.
Das Team von Sepúlveda konnte feststellen, dass der Kohlenstoff in diesen nach dem Aufprall entstandenen Sedimenten nur in einem funktionierenden Ökosystem im offenen Ozean zu diesen Kohlenwasserstoffen (und anderen Verbindungen) zusammengebaut werden konnte, in dem sich in einem recht guten Zeitintervall viele Algen photosynthetisieren ließen. Da diese Sedimente unmittelbar nach dem Aufprall abgelagert wurden, ist die Ozeantheorie "Strangelove" mit einem riesigen leblosen Meer höchst unwahrscheinlich.
