Kapitel: 1.5 Herkunft des Wassers

Zusammenfassung: Herkunft des Wassers, Entstehung des Lebens im Meer und der Verbleib des früheren Kohlendioxids:

Dies Kapitel dient der Behandlung der Herkunft des Wassers aus hypothetischen Quellen, der Bildung der ersten Ozeane, der Entstehung des Lebens, sowie der Bildung, Entwicklung und Bedeutung der primordialen atmosphärischen Kohlensäure. In der ersten Phase seiner Entwicklung bestand unserer Planet vornehmlich aus gasförmigen Komponenten.

Im Zuge seiner Abkühlung bildeten sich erste feste Landmassen sowie eine erste Atmosphäre mit einem hohen Wassergehalt und hohen Konzentrationen von Gasen, wie wir sie heute aus vulkanischen Quellen kennen. Als Folge einer weiteren Abkühlung kam es zu starken Niederschlagsereignissen und der Bildung der Ur-Meere.

Unter prä-biotischen Bedingungen bildeten sich unter Reaktion anorganischer Materialien organische Substanzen, die sich in der Tiefsee unter hohem Druck an Grenzflächen anreicherten und dort die Basis für die Entstehung des Lebens, und der vor etwa 4,6 – 3,5 Milliarden Jahre (Ga) vor heute einsetzenden Biologischen Evolution bildeten.

Ein wichtiges Ereignis war die Entwicklung der Sauerstoff produzierenden Photosynthese durch Cyanobakterien etwa 2,4 Ga vor heute. Diese führte zu einer Zunahme des Sauerstoff-Gehaltes in den Gewässern und der Atmosphäre, sowie zu einer Abnahme des relativen Kohlendioxyd-Gehaltes in der Atmosphäre. Die Biologische Evolution erreichte ein Maximum während des Kambriums 542-488 Millionen Jahre vor heute.

In dieser frühen Zeitspanne kam es im Reich der Pflanzen und Tiere zur Bildung einer großen Zahl neuer Stämme. Nach Ausbildung der uns vor starker UV-Strahlung schützenden stratosphärischen Ozonschicht setzte dann 100 Mill. Jahre nach Beginn des Kambriums auch zur Besiedlung der Landmassen ein.

Ablagerungen von organischem Material bildeten eine fortwährende Quelle der Bildung von fossilem Öl- und Gas, während ein Großteil der primordialen Kohlensäure ungelöst in Gesteinen der Lithosphäre gebunden wurde.

Origin of the water, development of marine life and the fate of the early CO2: 

This chapter is focused on the origin of water from hypothetical sources, the formation of the primordial oceans, the origin of life, and the fate of the primordial atmospheric carbon dioxide. In the very beginning our planet was mainly formed by gaseous compounds.

In the context of cooling, the solid mass consolidated and a first atmosphere characterized by high water content, and high concentrations of gases similar to those of volcanic sources. The cooling of the Earth induced big precipitation events and the formation of the primordial oceans.

Under pre-biotic conditions, organic compounds were formed from inorganic matter, enriched and arranged at boundary layers (e.g. crystal surfaces), providing basic constituents for the origin of life and the Biological Evolution, starting about 4.1-3.8 Ga ago.

An important event was the development of the oxygen producing photosynthesis by cyanobacteria, about 2.4 Ga ago, resulting in an increase of oxygen in waters and atmosphere, as well as a decrease of carbon dioxide in the atmosphere. The Biological Evolution reached a maximum during the Cambrium 542-488 mill. years ago. A high number of new phyla originates from this early period of time.

After the stratospheric ozone layer had been formed the colonization of land by biota started. It was about 100 mill. years after the beginning of the Cambrium. Depositions of organic matter formed the basis for the origin of fossil oil and gas. Most of the primordial atmospheric carbon dioxide has been deposited undissolved in the lithosphere.