Versteinerte Abdrücke von Regentropfen erlauben einen Blick in die ferne Vergangenheit der Erde. Das Klima von damals gibt Forschern noch Rätsel auf.
Südafrika - Es muss kurz und leicht geregnet haben damals in Südafrika. Damals, vor etwa 2,6 Milliarden Jahren, als es auf der Erde vor Mikroben nur so wimmelte, Pflanzen, Tiere und Menschen aber noch lange nicht in Sicht waren. Letztere versuchen nun aber auch ohne direkte Zeugenschaft herauszubekommen, wie die Welt zu jener Zeit aussah. Genauer gesagt: welcher Luftdruck damals herrschte. Helfen sollen ihnen dabei eben diese Regentropfen, die vor 2,6 Milliarden Jahren vereinzelt auf Vulkanasche fielen und ihren Abdruck für die Nachwelt hinterließen.
Die Idee selbst ist alt: Der britische Geologe Charles Lyell hatte sie bereits vor mehr als 150 Jahren vorgeschlagen. Je größer der Luftdruck ist, so der Gedanke, desto langsamer fallen die Regentropfen herunter und desto kleiner werden die Abdrücke, die sie hinterlassen. Doch vermutlich war Lyell seiner Zeit voraus. Noch heute klingt die Schlussfolgerung wagemutig. Immerhin widmet sich nun das Fachmagazin „Nature“ dem Thema.
Forschung mit Latex und Haarspray
Der amerikanische Astrobiologe und Geowissenschaftler Sanjoy Som präsentiert dort seine Analyse des versteinerten Regens. Schon die Zutaten, die Som und seine Kollegen für ihre Untersuchungen der fossilen Abdrücke benötigten, klingen so abenteuerlich wie einfallsreich: Latex, Haarspray, flüssiges Plastik und Asche des jüngst ausgebrochenen isländischen Vulkans Eyjafjallajökull stehen auf der Liste.
Auf die aus Island eingeflogene Asche, die eine ähnliche Konsistenz hatte wie die in Afrika aufgefundene versteinerte Asche, ließen die Forscher aus 27 Meter Höhe verschieden große Tropfen fallen. Das ist zwar nicht ganz die Höhe der Wolken, ließ aber doch Schlussfolgerungen zu.
Die so entstandenen Abdrücke wurden mit flüssigem Plastik sowie Haarspray fixiert, um zu zeigen wie Versteinerungen von heute fallenden Regentropfen aussehen würden. Zur Verblüffung der Forscher waren die Unterschiede zwischen der modernen Haarspray-Versteinerung und eines in Latex fixierten Profils der fossilen Regenabdrücke nicht sonderlich groß. Sanjoy Som konnte damit zeigen, dass der Luftdruck vor 2,6 Milliarden Jahren – unter Berücksichtigung aller Unsicherheiten über die Größe der Tropfen und die Beschaffenheit der Asche – höchstens doppelt so hoch wie heute gewesen sein konnte. Viel wahrscheinlicher aber ist, dass er ähnlich hoch oder sogar niedriger war.
Warum war die Erde damals nicht vereist?
Damit sind einige Vermutungen über das Erdzeitalter Archaikum vor 4,0 bis 2,5 Milliarden Jahren hinfällig. Denn ganz ohne Haarspray, Latex und hohe Mathematik lässt sich an den Versteinerungen ablesen, dass es Regen, also flüssiges Wasser, gab. Und schon diese Tatsache stellt die Wissenschaft vor ein Rätsel. Denn die Sonne strahlte damals rund 20 Prozent schwächer als heute, was eigentlich zu einer komplett vereisten Erde hätte führen müssen. Neben den versteinerten Regentropfen gibt es aber noch zahlreiche andere geologische Hinweise auf flüssiges Wasser zu dieser Zeit. Dieses sogenannte „Paradoxon der schwachen jungen Sonne“ versuchten Wissenschaftler bisher dadurch zu erklären, dass sie annahmen, ein höherer Luftdruck und eine erhöhte Konzentration von Treibhausgasen habe dazu geführt, dass die Erde die Energie der Sonne viel stärker absorbierte und sich damit stärker aufwärmte, als das heute der Fall ist.
Nach den Ergebnissen von Som fällt ein hoher Luftdruck als Erklärung für das Paradoxon nun weg. Wahrscheinlicher ist daher eine hohe Konzentration von sehr effektiven Treibhausgasen wie Methan oder Ethan, vermuten Geowissenschaftler. Kohlendioxid dürfte übrigens kaum eine Rolle gespielt haben. Die Wirkung von CO2 als Treibhausgas ist zu schwach, als dass es unter dem gegebenen Luftdruck eine schwächere Sonne hätte ausgleichen können.