Gekoppelte Entwicklung der Redox-Zustände des Atmosphären-Ozean Systems mit dem Leben am Ende des Lomagundi-Jatuli Ereignisses: Ein fehlgeschlagenes natürliches Experiment als Auftakt zur Kambrischen Explosion des Lebens?

• Antragsteller: Professor Ronny Schönberg, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398445499

Die paläoproterozoischen Sedimentabfolgen der Francevillian Group in der Republik Gabun, Westafrika, dokumentieren die prominenten Nachwirkungen des. 2.46-2.32 Ga Großen Oxidationsereignisses (GOE). Hierzu gehören (1) das Lomagundi-Jatuli-Ereignis (LE) ─ der positivste Kohlenstoff-Isotopenausflug der Erdgeschichte und (2) der Beweis für vermeintliche Kolonien großer Eukaryonten, welche einen sauerstoffhaltigen Oberflächenozean voraussetzen. Eine Reihe von geochemischen Studien zeigten jedoch, dass der obere Teil dieser ca. 2.1 Ga alte Francevillian Group, unter einer anoxischen Wassersäule abgelagert wurde, welche ebenfalls mit dem Ende des LE zusammenfiel. Diese anoxischen Bedingungen wiederum sind im Einklang mit einem aufstrebenden Paradigma, welches eine globale Sauerstoffverarmung an der Oberfläche unseres Planeten etwa 200-300 Ma nach dem Beginn des GOE postuliert. Neueren Studien welche die Se-Isotopen-Systematik tiefer mariner organisch-reicher Schiefer untersuchten folgerten zudem, daß die Oberflächenozeane nur während des Beginns des GOE suboxisch waren und es damit nicht genug freien Sauerrstoff gab um die Entwicklung des eukaryotischen Lebens zu ermöglichen. In dieser Studie beabsichtigen wir, (i) die C- und O-Isotopen-Zusammensetzungen von organischem und kohlenstoffhaltigem Kohlenstoff in Schiefern der Francevillian Group zu untersuchen, um weitere Einblicke in die globale durchschnittliche Fraktionierung zwischen C-org und C-carb zu erhalten, die wahrscheinlich dazu beitragen, unser Verständnis über die in den damaligen Ozeanen freigesetzte Sauerstoffmenge zu verbessern; (ii) die Haupt- und Spurenelementvariationen und Fe-Mo-Isotopenzusammensetzungen von Francevillian-Sedimenten zu bestimmen um ein besseres Verständnis der damaligen Wassersäulen-Chemie und der damit verbundenen Redox-Zustände zu erlangen, insbesondere was die geochemische Zyklizität der Übergangsmetallen während der späten Stadien des GOE und des LE betrifft; (iii) eine detaillierte Aufnahme der stabile Se-Isotopensystematik um weiter zu prüfen, ob flache Ozeane sauerstoffreich genug waren, um die Entwicklung komplexer Lebewesen zu ermöglichen. Das ultimative Ziel dieser Studie ist jedoch, die marinen Umweltbedingungen zu untersuchen, welche die Entstehung höherer Lebensformen zwischen GOE und LE höchstwahrscheinlich vorangetrieben haben, und wie und weshalb sich diese Bedingungen beim LE so verändert haben, dass höhere Leben doch wieder unterdrückt wurde.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen