Die Studie zeigt, dass sowohl das Erdmagnetfeld als auch der Sauerstoffgehalt parallel zugenommen haben, was auf einen geophysikalischen oder geochemischen Zusammenhang hindeutet, der in der Geschichte der Erde noch unbekannt ist.
Die von Wissenschaftlern des Goddard Space Flight Center der NASA durchgeführte Untersuchung ergab einen Zusammenhang zwischen zwei Schlüsselphänomenen unseres Planeten: dem Magnetfeld der Erde und dem Sauerstoffgehalt der Atmosphäre. Der Studie zufolge haben sich beide in den letzten 540 Millionen Jahren parallel entwickelt, was darauf hindeutet, dass sie durch einen noch unbekannten geophysikalischen oder geochemischen Prozess miteinander verbunden sein könnten.
Die analysierten Daten zeigen, dass sowohl die Stärke des Erdmagnetfeldes als auch die Sauerstoffkonzentration seit Beginn des Kambriums deutlich zugenommen haben und vor 330 bis 220 Millionen Jahren einen bemerkenswerten Höhepunkt erreichten. Die Forscher konnten jedoch noch nicht feststellen, welcher Faktor den anderen beeinflusst oder ob beide von einem dritten Faktor abhängen.
„Dies ist die erste Entdeckung, die wir gemacht haben, um einen Zusammenhang zwischen dem Erdmagnetfeld und dem Sauerstoffgehalt herzustellen“, sagte der Hauptautor Weijia Kuang gegenüber dem Medium Live Science.
Wie hat die Studie diesen möglichen Zusammenhang festgestellt?
Die Wissenschaftler griffen auf zwei unabhängige Datensätze zurück, die die letzten 540 Millionen Jahre umfassen. Der eine spiegelte den Sauerstoffgehalt im Laufe der Zeit wider, wobei Elemente wie versteinerte Kohle in Sedimenten, die nach Waldbränden zurückbleiben, herangezogen wurden. Der andere dokumentierte die Intensität des Erdmagnetfeldes anhand von magnetischen Spuren, die in alten Gesteinen und Ablagerungen erhalten geblieben sind.
Beim Vergleich beider Datensätze stellten die Forscher eine bemerkenswerte Korrelation fest: Seit Beginn des Kambriums vor mehr als 500 Millionen Jahren nahmen das Magnetfeld und der Sauerstoffgehalt parallel zu, mit einem deutlichen Anstieg zwischen 330 und 220 Millionen Jahren. Dies deutet auf einen tieferen Zusammenhang zwischen den inneren Prozessen der Erde und den atmosphärischen Bedingungen hin.
Die Autoren der Studie, Weijia Kuang und Ravi Kopparapu, behaupten, dass das Verständnis dieser Beziehung entscheidend ist, um die Mindestanforderungen für Leben auf anderen Welten zu identifizieren. Es ist jedoch noch unklar, ob einer dieser Faktoren den anderen direkt beeinflusst oder ob beide auf ein noch nicht bestimmtes drittes Phänomen reagieren.
Die Bedeutung der Verbindung zwischen dem Magnetfeld und dem Sauerstoffgehalt der Erde
Wenn das Erdmagnetfeld tatsächlich den Sauerstoffgehalt beeinflusst, wäre seine Rolle für die Erhaltung der lebensnotwendigen Bedingungen entscheidend. Als Schutzschild gegen das Weltraumwetter verhindert dieses Feld, dass Sonnenpartikel die Atmosphäre erodieren, was zur Stabilisierung essenzieller Moleküle, darunter auch Sauerstoff, beiträgt.
Außerdem schützt esphotosynthetische Organismen – die wichtigsten Sauerstoffproduzenten – vor extremer Strahlung wie Röntgenstrahlen und ultravioletter Strahlung, die sie schädigen oder in ihrer Entwicklung hemmen könnten.
Wenn andererseits der Sauerstoff in der Atmosphäre das Magnetfeld beeinflusst, wäre dieser Prozess eng mit der inneren Dynamik der Erde verbunden. Die Plattentektonik könnte durch die Rückführung von Materialien aus der Erdkruste in den Mantel die chemische und thermische Zusammensetzung dieser Zwischenschicht verändern. Dies würde wiederum die Aktivität im flüssigen Außenkern beeinflussen, wo das Erdmagnetfeld entsteht.
