Wasserkreislauf fast so alt wie die Erde

In den ältesten Kristallen und Gesteinen der Erde ist die Geschichte unseres Planeten festgehalten. Nun haben Forschende durch neue Analysen an Milliarden Jahre alten Proben herausgefunden, dass der Wasserkreislauf auf der Erde vermutlich älter ist als bisher angenommen. Wie sie im Fachmagazin „Nature Geoscience“ berichten, gab es wahrscheinlich schon weniger als 600 Millionen Jahre nach Entstehung der Erde Süßwasser und einen damit verbundenen Wasserkreislauf – und somit eine wichtige Grundlage für das Leben.

Zirkone bieten einen Blick in die geologische Vergangenheit unseres Planeten. Dabei handelt es sich um langlebige Kristalle, die im Magma von Vulkanen entstehen. Die mit über vier Milliarden Jahren ältesten bisher auf der Erde gefundenen Zirkone stammen aus den Jack Hills in Westaustralien. Sie lassen in das geologische Zeitalter Hadaikum blicken – eine Epoche, die von der Entstehung der Erde bis vor vier Milliarden Jahren reicht.

Schon vor vier Milliarden Jahren mit Süßwasser in Kontakt

Hamed Gamaleldien von der Khalifa University in Abu Dhabi und sein Team haben für ihre neue Studie solch urzeitliche Zirkonpoben aus den Jack Hills analysiert. Dabei fokussierten sie sich darauf, wie häufig verschiedene Sauerstoffisotope, also Varianten mit unterschiedlich vielen Neutronen im Atomkern, vorkommen. Wie sich herausstellte, ist das Isotop ¹⁸O im Vergleich zum Isotop ¹⁶O in den Proben deutlich seltener vorhanden als im Erdmantel üblich. Das sei durch zwei Zeitintervalle zu erklären, in denen das Magmagestein mit Wasser von der Oberfläche interagiert und Sauerstoff ausgetauscht haben muss, so die Autoren der Studie. Diese seien von vor 4,13 bis vor 3,9 Milliarden Jahren und danach noch einmal von vor 3,48 bis vor 3,35 Milliarden Jahren gewesen, präzisieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weiter.

Wissenschaftler mit Zirkonprobe

In ihrer Studie simulierten die Forschenden zudem die Anteile der Sauerstoffisotope in Gemischen aus Erdkruste zusammen mit Salzwasser, Süßwasser oder beidem. Dabei stellten sie fest, dass es sich bei dem Wasser nicht nur um Salzwasser, sondern auch um Süßwasser gehandelt haben muss. Vor etwa vier Milliarden Jahren gab es also offenbar eine Form der Erdkruste sowie Süßwasserreservoirs und damit den Beginn des Wasserkreislaufs auf der Erde.

Die Bedingungen für Leben waren also offenbar bereits so früh vorhanden. Dennoch bleibt es schwierig, so frühes Leben nachzuweisen. Denn seit je her ist die Erde geologisch aktiv und Spuren der Vergangenheit verwischen immer wieder durch Beben und Vulkanausbrüche.