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Schneeball Erde: Algen haben vor Jahrmillionen Abkühlung ausgelöst

27.08.2015 - Der Siegeszug einzelliger Algen vor vielen Millionen Jahren hat womöglich entscheidend zur fast vollständigen Vereisung der damaligen Erde beigetragen. Der von den Algen verursachte Ausstoß von organischen Wolkenkondensationskeimen führte zu verstärkter Bewölkung. Damit trugen sie wahrscheinlich maßgeblich zu einer Abkühlung des Klimas bei, weil Wolken die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche verringern. Das haben Wissenschaftler in einer neuen Studie herausgefunden, die heute in der renommierten Fachzeitschrift Nature Geoscience erscheint.
Schneeball Erde: Algen haben vor Jahrmillionen Abkühlung ausgelöst

Mikroskopisch kleine Algen wie diese haben in der Erdgeschichte wahrscheinlich zu großen Veränderungen beigetragen. Foto: NOAA MESA project

„In der Erdgeschichte gibt es viele Beispiele für die enge Wechselwirkung von Leben und Klima“, sagt Georg Feulner vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Leitautor der Studie. „Die Zunahme bestimmter Algen vor etwa 800 Millionen Jahren hat das Klima deutlich abgekühlt und die nachfolgenden globalen Vereisungen – wir sprechen hier von Schneeball-Erde-Ereignissen – wahrscheinlich erst möglich gemacht. Mit unserer Studie haben wir ein neues Puzzleteil entdeckt, um eine der faszinierendsten Episoden der Klimageschichte besser zu verstehen.“ Gegenwärtig wird die Erde durch den vom Menschen verursachten Ausstoß von Treibhausgasen aufgeheizt - eine Abkühlung wie in der Vergangenheit ist auf sehr lange Zeit ausgeschlossen.

Bis jetzt konnten die Vereisungen vor rund 700 Millionen Jahren nach einer etwa eine Milliarde Jahre dauernden Phase relativer Stabilität nicht zufriedenstellend erklärt werden. Die neue Studie schließt hier eine wichtige Wissenslücke. Die Forscher nutzten dazu neue Erkenntnisse über die Evolution sogenannter eukaryotischer Algen. Diese Algen gelten auch heute als Hauptquelle für Wolkenkondensationskeime über den Meeren, die zur Wolkenbildung beitragen: Wenn die Algenzellen absterben, werden sie von Bakterien zersetzt, und feinstes organisches Material gelangt in die Luft. Hier reagiert es unter anderem zu Schwefelsäure-Verbindungen, an denen sich Wassertröpfchen und damit Wolken bilden können. Wolken wiederum sind neben der Intensität der Sonne, der Konzentration von Treibhausgasen und dem Reflexionsvermögen der Erdoberfläche wichtig für die Energiebilanz des Planeten, und ihre Zunahme kann zu einer Abkühlung des Klimas führen.

In mehreren Computer-Simulationen mit einem Klimamodell testeten die Wissenschaftler, wieviel die Zunahme von Wolkenkondensationskeimen durch die Zunahme der Algen zur Kühlung beigetragen haben könnte. Die Ergebnisse zeigen, dass die Vermehrung der Algen und ihrer Emissionen in der damaligen Atmosphäre eine Rolle bei der Abkühlung gespielt haben müssen.

„Insbesondere bietet unser Modell eine plausible Erklärung dafür, wieso es vor der sogenannten Schneeball-Vereisung mehr als eine Milliarde Jahre lang gar keine Eiszeiten gab“, erklärt Ko-Autor Christian Hallmann vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und vom MARUM, dem Zentrum für marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen. „Das erste große Aufkommen von marinen Algen hatte höchstwahrscheinlich entscheidende Konsequenzen für die weitere Entwicklung der Umweltbedingungen und des Lebens auf der Erde - ein komplexer Prozess, dessen Details wir gerade erst anfangen zu verstehen“.

 

Artikel: Feulner, G., Hallmann, C., Kienert, H. (2015): Snowball cooling after algal rise. Nature Geoscience (online)

Link zum Artikel: http://www.nature.com/ngeo/journal/v8/n9/full/ngeo2523.html

Link zum Nature Geoscience Editorial "An icy past": http://www.nature.com/ngeo/journal/v8/n9/full/ngeo2531.html

 

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