Die Entstehung der Erde und des Lebens: Eine Zeitreise

Die Geburt der Erde

Als das zunehmende Volumen des terrestrischen Protoplaneten eine erhöhte Anziehungskraft auf die Planetesimale ausübte, die mit ihm kollidierten, wurde in diesen gewaltsamen Auseinandersetzungen eine große Menge Wärme freigesetzt, sodass er teilweise geschmolzen wurde. Diese Schmelze erlaubte es dem dichteren Material, zum Boden zu sinken, was den Kern bildete, während die leichteren Gase nach außen in die Atmosphäre gelangten. Material mittlerer Dichte bildete den Mantel. Sobald die Oberfläche abgekühlt war, kondensierte der reichlich vorhandene Wasserdampf in der Atmosphäre und bildete die Ozeane.

Die frühe Atmosphäre

Die frühe Atmosphäre soll durch die Entgasung des Inneren des Planeten gebildet worden sein. Sie enthielt große Mengen an Kohlendioxid und Wasserdampf sowie etwas Stickstoff. Die wichtigsten Unterschiede zwischen der heutigen und der ursprünglichen Atmosphäre sind, dass die ursprüngliche keinen Sauerstoff besaß und der aktuelle CO2-Wert deutlich niedriger ist (0,033 %). Der Hauptgrund hierfür ist die Entstehung von Lebewesen.

Der Ursprung des Lebens

• Bildung von einfachen organischen Molekülen: Aus Komponenten der frühen Atmosphäre, die Sonnenstrahlung und elektrischen Entladungen ausgesetzt waren, entstanden Aminosäuren und Zucker.
• Bildung komplexer organischer Moleküle: Die einfachen organischen Moleküle kombinierten sich, um komplexere Moleküle zu bilden, was in den Ozeanen zur Ursuppe führte.
• Bildung von Koazervaten: Einige der Verbindungen der Ursuppe vereinigten sich zu Hohlkugeln, in denen Nukleinsäuremoleküle eingeschlossen wurden, welche als Vorläufer der ersten Lebewesen gelten.

Das Miller-Experiment

Die Hypothese von Oparin und Haldane erhielt 1953 starke Unterstützung durch das Experiment von Stanley Miller, in dem er versuchte, im Labor die Bedingungen zu reproduzieren, die angeblich auf der frühen Erde herrschten. Trotz Millers Experiment haben viele Wissenschaftler ernsthafte Einwände gegen die Hypothese von Oparin und Haldane und schlagen Alternativen vor.

Wie das Leben die Welt veränderte

Das Äon des Präkambriums umfasst den größten Teil der Erdgeschichte von ihrer Entstehung bis vor 570 Ma (Millionen Jahren) und wird in zwei große Zeitabschnitte unterteilt: das Archaikum und das Proterozoikum. Die Grenze zwischen beiden liegt bei 2500 Ma. Das wichtigste Ereignis im Präkambrium war das Erscheinen des Lebens. Die ältesten Fossilien wurden auf ein Alter von 3600 Ma bis 3000 Ma datiert; sie stammen von photosynthetischen Bakterien, die kalkhaltige Strukturen bildeten, die sogenannten Stromatolithen.

Die Rolle der Stromatolithen

Stromatolithen bildende Bakterien spielten eine doppelte Rolle:

• Abgabe von Sauerstoff in die Atmosphäre durch photosynthetische Aktivität.
• Entfernung großer Mengen an Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Aus CO2 und Calcium bildeten sich die Stromatolithen.

Wichtige Ereignisse im Paläozoikum

• Kambrische Explosion: In weniger als 40 Ma entstanden praktisch alle heute bekannten Tiergruppen.
• Erscheinen von Tieren mit Schalen, einschließlich der Trilobiten.
• Das Leben erobert die Kontinente: Vor 450 Ma erschienen die ersten Landpflanzen, darunter Farne.