Presseinformation: Kosmischer Staub als Fenster zur Urzeit
Nr. 118 - 25.07.2025
Forschende gewinnen aus fossilen Mikrometeoriten Erkenntnisse über Atmosphäre der frühen Erde
(pug) Seit Anbeginn der Erdgeschichte treffen winzige Gesteins- und Metallpartikel aus dem Weltraum auf unseren Planeten. In sternklaren Nächten sehen wir ihre Spuren als Sternschnuppen. In Gesteinsschichten eingeschlossen können diese Mikrometeoriten über Milliarden Jahre erhalten bleiben. Forschende der Universität Göttingen, der Open University in England, der Universität Pisa und der Leibniz Universität Hannover haben eine Methode entwickelt, mit der sie anhand solcher fossilen Mikrometeoriten die Atmosphäre der Vergangenheit rekonstruieren können. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment erschienen.
Treten metallische Mikrometeorite aus dem Weltraum in die Erdatmosphäre ein, schmelzen sie. Außerdem oxidieren beim Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft Eisen und Nickel. Durch die Prozesse entstehen Strukturen, die als kosmische Kugeln bezeichnet werden. Sie bestehen aus Oxidmineralen, deren Sauerstoff aus der Atmosphäre stammt. Unzählige von ihnen fallen Jahr für Jahr auf die Erde, wo sie sich ablagern. Sie bieten großes Potenzial für Rückschlüsse auf die Vergangenheit, denn ihre versteinerten Spuren bewahren ein „chemisches Archiv“ der Atmosphäre aus der Zeit ihrer Entstehung.
Mit einer neuen Methode konnten Forschende des Geowissenschaftlichen Zentrums der Universität Göttingen sowie der Universität Hannover erstmals die Zusammensetzung von Sauerstoff- und Eisen-Isotopen in winzigen fossilen Mikrometeoriten aus unterschiedlichen geologischen Zeiträumen sehr genau bestimmen. Aus den Verhältnissen verschiedener Isotope lassen sich nicht nur Aussagen über die Isotopen-Zusammensetzung der früheren Atmosphäre treffen. Die Daten ermöglichen auch Rückschlüsse auf damalige CO2-Konzentrationen und auf die globale Bildung von organischer Substanz vor allem durch die Photosynthese von Pflanzen.
Die Studie zeigt, dass kosmische Kugeln für die Rekonstruktion früherer CO2-Konzentrationen eine vielversprechende Ergänzung zu den üblichen Methoden der erdgeschichtlichen Klimaforschung sind. „Unsere Analysen zeigen, dass intakte Mikrometeorite trotz ihres mikroskopisch kleinen Volumens verlässliche Spuren von Isotopen über Millionen von Jahre bewahren können“, erklärt Dr. Fabian Zahnow, Erstautor der Studie, der inzwischen an der Universität Bochum forscht. Gleichzeitig wurde deutlich, dass geochemische Prozesse in Boden und Gestein viele Mikrometeorite nachträglich verändern. Eine sorgfältige geochemische Untersuchung ist daher unverzichtbar.
Originalveröffentlichung: Zahnow F., Suttle M. D., Lazarov M., Weyer S., Di Rocco T., Folco L., Pack A. Traces of the oxygen isotope composition of ancient air in fossilized cosmic dust. Communications Earth & Environment (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-025-02541-5
Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Pack
Georg-August-Universität Göttingen
Geowissenschaftliches Zentrum
Abteilung Geochemie und Isotopengeologie
Telefon: 0175 2981638
E-Mail: apack@uni-goettingen.de
Internet: www.uni-goettingen.de/de/78572.html
Dr. Fabian Zahnow
Ruhr-Universität Bochum
Institut für Geowisschenschaften
Abteilung Sedimentäre Geochemie
E-Mail: fabian.zahnow@ruhr-uni-bochum.de