Chemische Verwitterung und der Beginn der Biomineralisierung auf dem Planeten während des späten Ediacarium

• Antragsteller: Dr. Gustavo Macedo de Paula Santos, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497339722

Der Beginn der Skelettgenese ist eine der bemerkenswertesten Innovationen des Lebens auf unserem Planeten. Kalkhaltige biomineralisierende Tiere traten weltweit in den Ozeanen des späten Ediacariums (ca. 550 Ma) auf und verbreiteten sich schnell zu einer Vielzahl von Stämmen. Die Biomineralisierung von Exoskeletten war eine außergewöhnliche evolutionäre Leistung, insbesondere angesichts der zunehmenden ökologischen Komplexität mariner Systeme, die diese Zeit nachweislich als Prädation kennzeichneten. Die Ursachen für dieses biologische Ereignis werden in der Literatur jedoch seit langem diskutiert. Die wichtigste Hypothese ist, dass es im späten Ediacaran, mit dem Wechsel von Dolomit-Argonit- zu Aragonit-Meeren, zu einer grundlegenden Änderung in der Meerwasserchemie kam. Diese hoch alkalischen und Ca-übersättigten Meeressysteme waren wahrscheinlich für die Calciumcarbonat-Sekretion der frühen Metazoen günstig. Die für diesen Wechsel verantwortlichen Erdsystemprozesse sind nach wie vor unbekannt. Mehrere Studien gehen davon aus, dass die Ansammlung großer kontinentaler Massen kontinuierlich frisches Gestein für die Verwitterung freilegte, was zu einem großen Ioneneintrag in den Ozean führte, der die Alkalinität des Meerwassers erhöht und das Mg/Ca-Verhältnis gesenkt haben könnte. Die Rolle der chemischen Verwitterung auf diese Änderungen der Ozeanchemie wurde jedoch noch nie anhand geeigneter Proxies untersucht. Um diese Beziehung zwischen kontinentaler Verwitterung und Biomineralisierung zu untersuchen, sollen im Rahmen dieses Projekts Lithium-, Magnesium- und Kalzium-Isotopenprofile von marinen Karbonatgesteinen erstellt werden, die aus Bohrkernen später Ediacarium-Profile von drei Standorten weltweit gewonnen wurden: Brasilien, Namibia und China. Wir konzentrieren uns auf den Zeitraum zwischen 560 und 545 Ma, in dem diese Gesteine das Auftreten der ersten Skelettfauna auf dem Planeten dokumentieren. Die Verwendung mehrerer Proxys wird es ermöglichen, Veränderungen der kontinentalen Verwitterung während des Ediacariums zu verfolgen und zu verifizieren, ob solche Veränderungen den Wechsel zu Aragonit-Meeren verursachten und somit möglicherweise auch die Biomineralisierung auslösten. Die Kooperationspartner dieses Projektes werden paläontologische und biogeochemische Daten für diesen Probensatz erarbeiten, die wertvolle Informationen über die Ökologie und Biochemie der Vergangenheit liefern werden, um die Auswirkungen der chemischen Verwitterung auf die Entwicklung des Lebens effektiv zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Internationaler Bezug: Brasilien, Großbritannien
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Simone A. Kasemann
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Marly Babinski; Professor Ricardo Trindade; Professorin Dr. Rachel Wood