Wissenschaftliche News - 10/05

[McSchuerf]

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Wissenschaftliche Neuigkeiten!
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Kein Supertreibhaus in der Kreide
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Poren von Pflanzen geben Aufschluss über Kohlendioxid-Konzentration während der
Kreidezeit
Die mittlere Kreidezeit vor gut hundert Millionen Jahren galt bislang als eine der wärmsten
Perioden der Erdgeschichte, mit Meerestemperaturen von bis zu 40 Grad Celsius in den
Tropen. Doch jetzt zeigen neue Forschungsergebnisse von Forschern um Matthew
Haworth von der University of Oxford, dass die Hitze sich wahrscheinlich in Grenzen hielt:
Die Konzentration des Treibhausgases CO2 lag nur zwei- bis dreimal so hoch wie heute,
berichten die Forscher in der Zeitschrift Geology.
Um herauszufinden, wie hoch die Kohlendioxid-Konzentration in der Kreidezeit war,
untersuchten die Wissenschaftler, wie viele Öffnungen zur CO2-Aufnahme in den Nadeln
einer ausgestorbenen Koniferen-Art vorhanden waren. Je höher die Kohlendioxid-
Konzentration in der Luft, desto weniger dieser Spaltöffnungen, der so genannten
Stomata, besitzen Pflanzen. Die Forscher untersuchten Fossilien aus England und den
USA, die einen Zeitraum von vor 136 bis vor 100 Millionen Jahren umfassten.
Bisherige Forschungsergebnisse deuteten darauf hin, dass die Kohlendioxid-Werte in
dieser Periode stark fluktuierten und Spitzenwerte vom siebenfachen des heutigen Wertes
erreichten. Als Ursache für den drastischen Anstieg gilt heftiger Vulkanismus in
Indonesien.
Haworth und seine Kollegen berichten jetzt jedoch, dass die Kohlendioxid-Konzentration
nur wenig schwankte und wesentlich niedriger lag als bisherige Forschungsergebnisse
vermuten ließen: Zu Beginn der untersuchten Perioden lagen die Werte zwischen 560 und
960 ppm (Teile pro Million), am Ende des Untersuchungszeitraums lagen sie bei 600 bis
1200 ppm. Zum Vergleich: Heute beträgt die CO2-Konzentration 370 ppm. Allerdings
rechnen Klimaforscher damit, dass die Kohlendioxid-Konzentration noch in diesem
Jahrhundert auf 500 bis 1200 ppm ansteigt. Damit liefert das Kreide-Klima womöglich ein
Bild davon, was die Erde in den nächsten hundert Jahren erwartet.
Quelle: Geology: Bd. 33, Nr. 9, S. 749–752



Älteste Dinosaurierembryos entdeckt
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190 Millionen Jahre alte Fossilien lassen auf Entwicklungsgeschichte der Dinosaurier
schließen
Die ersten Dinosaurier waren Vierfüßler. Das schließen Paläontologen aus dem Fund der
ältesten bisher bekannten fossilen Embryos. Aus der Entdeckung können Wissenschaftler
auf die Entwicklung der ursprünglichen Dinosaurier zu den größten je auf der Erde
lebenden Tieren schließen.
Entdeckt wurden die 190 Millionen Jahre alten Dinosauriereier bereits 1978 im Hochland
des Golden-Gate-Nationalparks in Südafrika. Doch erst jetzt konnten die Wissenschaftler
die in den Eiern enthaltenen Embryos untersuchen. Sie stammen aus der frühen Jurazeit
und sind die mit Abstand ältesten Fossilien von Dinosaurierembryos, die bislang gefunden
wurden.
Die Embryos gehörten zur Art Massospondylus. Ausgewachsen waren diese Saurier rund
fünf Meter lang, hatten einen langen Hals und einen kurzen Kopf und bewegten sich auf
zwei Beinen fort. Anhand der Funde konnten die Forscher zum ersten Mal eine
Wachstumsfolge der Embryos darstellen und herausfinden, wie die Tiere von 15
Zentimetern zu einer stattlichen Größe von fünf Metern heranwuchsen.
Die Embryos besaßen relativ lange Vorderbeine, einen kurzen Schwanz sowie einen
langen Kopf und hielten ihren Hals horizontal. Sie schlüpften deshalb als Vierfüßler,
erklären die Wissenschaftler. Aufgrund der Körperproportionen wäre es für die Dinobabys
jedoch nicht leicht gewesen, sich fortzubewegen. Als der Saurier aber heranwuchs, wuchs
der Hals schneller, die Vorderbeine und der Hals jedoch langsamer als der Rest des
Körpers. So entwickelte sich aus dem vierfüßigen Embryo ein zweibeiniges Tier. Die
Massospondylus-Embryonen sahen gleich aus wie kleine später lebende Sauropoden, die
auf vier Füßen gingen. Deshalb haben sich diese wahrscheinlich entwickelt, indem sie als
erwachsene Tiere den frühen Entwicklungszustand von Embryonen und Jugendlichen
beibehalten hätten, vermuten die Forscher.
Die Wissenschaftler fanden bei den Embryofossilien keinen Beweis für Zähne. Die Jungen
seien deshalb in der ersten Zeit nach der Geburt auf elterliche Pflege angewiesen
gewesen. Ist diese Interpretation richtig, ist dies der älteste bislang gefundene Beweis für
elterliche Pflege bei Tieren.
Quelle: Science (Bd. 309, S. 761)



Wie der Sauerstoff in die Luft kam
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Eisenmenge und Wasserstoffschwund spielten wichtige Rolle
Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren reicherte sich Sauerstoff allmählich in der Erdatmosphäre
an – Hunderte von Millionen von Jahren, nachdem die Cyanobakterien angefangen hatten,
das Gas per Photosynthese zu produzieren. Diese bislang rätselhafte Verzögerung erklärt
ein Modell von Mark Claire von der University of Washington, das der Forscher in dieser
Woche auf einer Tagung der Geological Society of America in Calgary vorstellte.
Claire untersuchte in seinem Modell die verschiedenen Quellen und Senken für
Sauerstoff. Hauptquelle war die Photosynthese, bei der die Cyanobakterien – auch
Blaualgen genannt – Wasser und Kohlendioxid in organischen Kohlenstoff und Sauerstoff
umwandeln. Da freier Sauerstoff ein reaktionsfreudiges Gas ist, wurde er durch
verschiedene chemische Prozesse aber schnell wieder aus der Luft entfernt: In einer
photochemischen Reaktion mit Methan, das damals reichlich in der Atmosphäre
vorhanden war, zerfiel Sauerstoff wieder; Eisen aus der Kruste rostete in Anwesenheit
von Sauerstoff, und vulkanische Gasen wie Schwefelwasserstoff reagierten ebenfalls mit
dem lebenswichtigen Gas. Auch bei der Verwitterung der Gesteine wurde Sauerstoff
verbraucht.
Claires Modell zeigt nun, dass die in der Erdkruste vorhandene Eisenmenge eine
entscheidende Rolle dabei spielte, wie lange es nach der Erfindung der Photosynthese
dauerte, bis der Sauerstoff in der Atmosphäre dauerhaft bestehen konnte. Wäre
beispielsweise fünf Mal mehr Eisen in der Kruste, hätte es noch eine Milliarde Jahre länger
gedauert, bis der Sauerstoff sich hätte durchsetzen können.
Ein weiterer entscheidender Prozess für den Aufstieg des Sauerstoffs war der
Wasserstoffschwund in den Weltraum. Methanmoleküle, die in die hohe Atmosphäre
gelangten, wurden durch UV-Licht von der Sonne zerstört. Die dabei frei werdenden
Wasserstoff-Teilchen verflüchtigten sich teilweise in den Weltraum. "Dies ist der einzige
Prozess, durch den sich Wasserstoff permanent aus der Erdatmosphäre entfernen lässt",
sagte Claire. Vor 2,4 Milliarden Jahren war die Wassersoffmenge so weit gesunken, dass
die Sauerstoffproduktion die Menge der reduzierten, wasserstoffhaltigen Gase dauerhaft
überstieg. Claire: "Ohne den Wasserstoffschwund sähe die Lufthülle der Erde heute
immer noch aus wie die des Saturnmondes Titan."

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Gruß Peter