Vor drei Milliarden Jahren gab es kaum freien Sauerstoff auf der Erde. Der Sauerstoff, der existierte, war chemisch gebunden, stand also Lebewesen nicht zur Verfügung. 500 Millionen Jahre später soll sich dies durch die sogenannte Große Sauerstoffkatastrophe (englisch Great Oxygenation Event – GOE) dramatisch geändert haben: so vermehrten sich höchstwahrscheinlich Mikroorganismen, die wenig natürliche Feinde hatten und die mithilfe von Photosynthese in der Lage waren, die kohlendioxidreiche Atmosphäre in eine Umgebung mit einem höheren Sauerstoffgehalt umzuwandeln.

Was in diesen 500 Millionen Jahren passiert und warum es zu dieser Veränderung kam, ist noch nicht abschließend erforscht. Japanische Wissenschaftler, unter anderem von der Universität Tokio, haben nun mit einem Rechenmodell wichtige Aspekte der biologischen, geologischen und chemischen Veränderungen in dieser Zeit simuliert und vermuten als wesentlichen Impulse die Tätigkeit von Vulkanen. "Die Aktivität von Mikroorganismen im Ozean spielte eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des atmosphärischen Sauerstoffs," sagte dazu Eiichi Tajika vom Department of Earth and Planetary Science der Universität Tokio. "Wir gehen jedoch davon aus, dass dies nicht sofort zu einer Sauerstoffanreicherung der Atmosphäre geführt hat, da die Menge an Nährstoffen wie Phosphat im Ozean zu dieser Zeit begrenzt war".

Damit genügend Sauerstoff zur Verfügung stand, bedurfte es, so Tajika, erst "einiger massiver geologischer Ereignisse, um die Ozeane mit Nährstoffen zu versorgen, einschließlich des Wachstums der Kontinente und, wie wir in unserer Arbeit andeuten, intensiver vulkanischer Aktivität, von der wir wissen, dass sie in der Tat stattgefunden hat". Wichtig sei, dass diese Aktivitäten (und damit die Zunahme an Sauerstoff in der Atmosphäre) nicht linear erfolgt seien, sondern in Schüben, sogenannten "Whiffs", die in der Forschung die Verbindung herstellen zwischen den Vulkanausbrüchen und der Sauerstoffanreicherung.

cd