Der größte Teil des Kohlendioxids und anderer Gase, die von Vulkanen emittiert werden, wurde durch organische Reserven erzeugt, die vor Hunderten von Millionen von Jahren gebildet wurden, was laut einem in der Zeitschrift Science veröffentlichten Artikel auf eine tiefe Verbindung zwischen der Entwicklung des Lebens auf der Erde und den geologischen Prozessen in ihrem Inneren hinweist.
„Diese Entdeckung lässt uns über eine vollständige Neubewertung der gesamten Geschichte der Evolution des Lebens nachdenken. Unsere Beobachtungen zeigen, dass alle Schätzungen des Sauerstoffgehalts in der Erdatmosphäre in der fernen Vergangenheit möglicherweise völlig falsch sind, da vulkanische CO2-Emissionen die Isotopenzusammensetzung der Kalksteinvorkommen, an denen sie gemessen wurden, radikal verändern könnten “, erklärt Marie Edmonds aus Cambridge Universität (UK).
Auf der Erde gibt es, wie Wissenschaftler erklären, eine Art "Kohlenstoffkreislauf". Riesige Mengen dieses Elements werden ständig am Boden der Ozeane der Erde vergraben, wo sie mit den Überresten von Tieren und Pflanzen auskommen, und nicht weniger große Mengen CO2 gelangen zusammen mit Vulkanemissionen und anderen Manifestationen geologischer Aktivität in die Atmosphäre.
Vor dem Beginn des Anthropozäns, der "Ära des Menschen", waren diese Prozesse einer der Hauptleiter des Erdklimas, da sie bestimmten, ob die CO2-Konzentration in der Atmosphäre zunahm oder abnahm. In der fernen Vergangenheit verursachte ein Ungleichgewicht in Bezug auf "Verlust" und "Gewinn" von Kohlenstoff, das mit einer erhöhten vulkanischen Aktivität oder der Freisetzung organischer Gesteine an die Oberfläche verbunden war, bereits Massensterben und beraubte den Planeten einmal aller seiner Sauerstoffreserven.
Edmonds und ihre Kollegen stellten fest, dass dieser Zusammenhang zwischen der Entwicklung des Lebens, dem Kohlenstoffkreislauf und den Vulkanen tatsächlich viel tiefer liegt, als Geologen angenommen hatten, und untersuchten die chemische und isotopische Zusammensetzung der Ausbrüche von etwa 80 Vulkanen aus der ganzen Erde.
Wie Wissenschaftler bemerken, haben Geologen seit langem festgestellt, dass die Zusammensetzung von Gasen und Magma, die von verschiedenen Vulkanen emittiert werden, sehr unterschiedlich sein kann, was mit Unterschieden in der Mineral- und Isotopenzusammensetzung in den tiefen Regionen des Mantels verbunden war, von denen aus sich Lava auf die Oberfläche des Planeten bewegte.
Nach der Analyse der Konzentration von Helium- und Kohlenstoffisotopen in den Emissionen dieser Vulkane stellten die Wissenschaftler etwas Ungewöhnliches fest - ihr Anteil hing von der Region der Erde ab, in der sich diese geologischen Aktivitätsherde befanden. Beispielsweise enthielt Kohlendioxid, das von kontinentalen Vulkanen emittiert wurde, viel mehr "schweres" Kohlenstoff-13 und weniger "leichtes" Helium-3 als das Ausstoßen von ozeanischen Vulkanen.
Der Grund dafür war, wie Wissenschaftler bemerken, in der fernen geologischen Vergangenheit verborgen und wurde mit Spuren des Lebens in Verbindung gebracht, die vor Hunderten von Millionen von Jahren auf der Erde existierten. Tatsache ist, dass ein erheblicher Teil der vulkanischen Kohlendioxidemissionen nicht durch den Mantel erzeugt wurde, sondern durch organische Ablagerungen, die sich zusammen mit der Erdkruste in Richtung des Mantels bewegten, und nicht durch die Reserven anorganischen Kohlenstoffs, die seit seiner Entstehung im Darm des Planeten vorhanden waren.
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Eine solche Entdeckung war eine große Überraschung und ein Problem für Geologen, da frühere Wissenschaftler glaubten, dass der Anteil der Kohlenstoffisotope an den Vulkanemissionen konstante Werte sind, die sich während der gesamten Existenz der Erde kaum verändert haben. Wissenschaftler nutzten diese Eigenschaft der Vulkanemissionen, um die Sauerstoffmenge in der Erdatmosphäre in der fernen Vergangenheit abzuschätzen und um zu bewerten, wie sich die ökologischen Bedingungen auf dem Planeten in verschiedenen Epochen verändert haben.
Dementsprechend hätte die Bewegung der Kontinente, ihre Fusionen und Zerfälle den Anteil der CO2-Isotope an den Vulkanemissionen sowie an der Atmosphäre und an Sedimentgesteinen, die aus den Überresten von Lebewesen gebildet wurden, stark verändert. Dies alles erschwert die Wiederherstellung des Bildes, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat, erheblich, weist aber gleichzeitig auf einen engen Zusammenhang zwischen seiner Entwicklung und dem Verhalten von Vulkanen hin, schließen die Autoren des Artikels.
