Urozean: Was ist das und wie entstand er

Als Urozean werden verschiedene Ozeane der frühen Erdgeschichte bezeichnet, welche sich in Lage, Form und Beschaffenheit von den heutigen Meeren unterscheiden. Zuerst war der Urozean bei der Entwicklung der Protoerde zur Erde entstanden. Aus diesem bildeten sich durch die Plattentektonik Urmeere und verschwanden wieder. Impakte, erste Organismen und Vulkanismus ließen den Wasseranteil auf der Erde steigen. Diese Vorgänge dauern Jahrmillionen an und finden aktuell statt.

Was ist der Urozean: Definition und Bedeutung

Der Urozean war der erste Ozean, der die gesamte Welt umspannte. Der 1. Äon der Erde nannte sich Hadaikum oder Präarchaikum. Dieser Äon begann mit der Entwicklung der Protoerde vor 4,6 Milliarden Jahren. Zu dieser Zeit befand sich der Planet in seiner Entstehung. Das Ende des Hadaikum war vor etwa 3,8 Milliarden Jahren. In dieser Zeitspanne bildete sich der erste Urozean. Am Ende des Äons bedeckte er die komplette Erde und wurde nur von vereinzelten Vulkaninseln unterbrochen. Der Urozean war nur zwei Kilometer tief. Die späteren Ozeane nahmen durch Gräben und steigenden Wassergehalt zu, da zunehmenden Landmassen das Wasser verdrängten.

Die Entstehung des Urozeans des Hadaikum

Die Erde bildete sich aus Gas und Staub. Schwere Stoffe wie Eisen und Nickel formten den Kern. Leichte Grundstoffe wie Silizium und gebundener Sauerstoff schufen den Erdmantel und eine basaltische (bestehend aus dem Element Basalt) Erdkruste. Während dieser Zeit geschahen mehrere Zusammenstöße mit anderen Protoplaneten. Nach der Kollisionstheorie streifte der marsgroße Protoplanet Theia die Erde.

Fragmente unseres Planeten wurden ins All geschleudert und bildeten den Mond, der fünfmal näher an der Erde war als heute. Die erhöhte Rotation und die starken Gezeitenkräfte durch die Kollision und den Mond sorgten dafür, dass der teilweise verflüssigte Erdmantel nicht zur Ruhe kam. Als die Erde abkühlte, heizte der Zerfall radioaktiver Stoffe wie Uran die Oberfläche wieder auf.Durch dieses Aufheizen konnten chemische Vorgänge ausgelöst werden, durch die sich der gebundene Sauerstoff mit den Ausgasungen des Magmas zu Wasser verband.

Eine weitere Wasserquelle wird in den Einschlägen anderer Himmelskörper vermutet. Lange wurde davon ausgegangen, dass es sich um transneptunische Objekte handelte. Dies sind Asteroiden und Kometen, die sich hinter Neptun befinden.

Aktuell tendieren die Wissenschaftler zu Objekten aus dem Asteroidengürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter befindet. Vor allem am Ende des Hadaikums kam es zu einer Reihe von Einschlägen, die zudem auf dem Mond das Mare Imbrium, eines der größten, sichtbaren Mondmeere, schufen. Dieses Ereignis wird auch Late Heavy Bombardement genannt.

Nach der Theorie der Panspermie könnte so auch das Leben auf die Erde gekommen sein. Diese Annahme sagt aus, dass Bakterien und andere Lebewesen durch Himmelskörper auf Planeten gelangen. Dass sich Kleinstlebewesen auf diesen befinden können, wurde nachgewiesen. Eine weitere Vermutung, die der chemischen Schöpfung wird ebenfalls auf diese Zeit datiert.

Das erste Leben im Urozean

Der Urozean war einer extremen Umgebung ausgesetzt. Es herrschten Temperaturen von über 300 °C (heute 14 °C), begünstig durch einen hohen atmosphärischen Druck (80 bis 100 statt 1 bar), wie es heutzutage von der Venus bekannt ist. Zudem bestand die Atmosphäre zu 95 % aus Kohlenstoffdioxid (heute 0,04 %). Durch den erhöhten Druck steigt der Siedepunkt von Wasser, weshalb dennoch flüssiges Wasser vorhanden war.

Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren entstanden erste Lebensformen, die Zyanobakterien. Ihr Einfluss auf den CO₂-Gehalt war gering. Es dauerte noch eine Milliarde Jahre, bis die Bakterien die Möglichkeit der Photosynthese, der Umwandlung von CO₂ (Kohlenstoffdioxid) zu O₂ (Sauerstoff), entwickelten. Durch Zunahme der Photosynthese sank Anteil des Kohlenstoffdioxids und der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre stieg. So kam es zu einer rapiden Abkühlung. Daraus resultiere eine Eiszeit. Da die Bakterien, während der Eiszeit, keine Photosynthese mehr betreiben konnten, erhöhte der Vulkanismus wieder den CO₂-Gehalt um 10 % und die Temperatur stieg von -50 auf 50 °C an. Die Gletscher tauten bzw. schmolzen und schufen neues flüssiges Wasser.

Das ersten großen Urmeere

Vor etwa 1,1 Milliarden Jahren bildeten sich durch tektonische Aktivitäten der erste Urkontinent Rodinia. Die Tektonik beschreibt die Bewegung von Bruchstücken der Erdkruste. Ausgelöst wird diese durch die Magmaströme im Erdinneren. Durch diese bilden sich Gebirge, Gräben und Vulkane.

Über die genaue Aufteilung sind sich die Wissenschaftler nicht einig. Das Urmeer, das Rodinia umgab, hieß Mirovia. Dieser Name leitet sich aus dem Russischen von Heimatland und gebären ab.

Rodinia zerbrach durch die Tektonik in drei Teile: Proto-Laurasia (Nordamerika, Europa und Asien), Kongo-Kraton (Afrika und Südamerika) und Proto-Gondwana (Australien und Antarktis).

Zwischen Kongo-Kraton und Proto-Gondwana bildete sich der Mosambikozean. Zudem entstand durch das Aufreißen im Proto-Gondwana der Adamastor-Ozean. Über Mirovia schob sich durch die Tektonik der Panthalassa-Ozean.

Neues Wasser entsteht

Durch diese starken Plattenbewegungen nahm der Vulkanismus zu. Es entwichen Gase aus dem Magma, die, unter anderem in Verbindung mit Wasser und Sauerstoff neues Wasser bildeten. Der Meeresspiegel stieg.

Zeitgleich banden die frühen Bakterien und Algen (wie frühes Phytoplankton) den abgesonderten Schwefel in ihren Stoffwechsel ein. Sie vermehrten sich und der Sauerstoffgehalt stieg, die Erde kühlte ab. Eine erneute Eiszeit entstand.

Der Superkontinent Pannotia

Vor etwa 500 Millionen Jahren bildete sich der vorletzte Superkontinent Pannotia. Dabei schloss sich der Mosambik-Ozean und der Amastor-Ozean durch eine Vereinigung von Kongo-Kraton und Proto-Gondwana.

Pannotia entstand aus den drei neuen Kontinenten. Diesen gab es nur kurze Zeit, etwa 50 Millionen Jahre. Einige Wissenschaftler vermuten, dass er nie als kompletter Superkontinent vorhanden war.

Schnell zerfiel er in vier Teile: Laurentia, Sibiria, Baltica und Gondwana. Der Iapetus-Ozean bildete sich zwischen den vier Kontinenten. Gondwana und Laurussia (hervorgegangen aus einer Vereinigung von Laurentia und Baltica) und Gondwana wurden vom Rheischen Ozean getrennt.

Die Entstehung und das große Artensterben von Pangäa

Vor etwa 325 Millionen Jahren hatte sich Pangäa gebildet, welcher als letzter Superkontinent gilt. Dieser entstand durch ein erneutes Zusammentreffen der Kontinente und Schließung der Meere. Einzig der Panthalassa-Ozean existierte weiter. Eine Bucht wurde Tethys-Meer benannt. Weitere Meere zu dieser Zeit sind nicht bekannt.

Zu dieser Zeit kam es zu dem vermutlich größten Artensterben. 75 % der Landfauna und 95 % der Lebewesen in den Ozeanen starben aus. Auslöser war Megavulkanismus, der mehrere hunderttausend Jahre andauerte.

Durch diesen Vulkanismus kam es zu einer Versauerung der Meere und einem Temperaturanstieg des Meeres. Dies tötete fast die komplette Meeresbevölkerung. Das förderte die Ausbreitung von Einzellern in den Meeren, deren Stoffwechselprodukte Halogenwasserstoff und Methan waren. Sulfatreduzierende Bakterien produzierten Schwefelwasserstoff, der die Meere und Atmosphäre vergiftete und die Ozonschicht nachhaltig schädigte. Zeitgleich wurden große Metanhydrat-Lagerstätten freigelegt und die Temperatur stieg um weitere 5 °C, was das Artensterben an Land auslöste.

Mehr als 15 Millionen Jahre dauerte es, bis sich die Erde davon erholte und die Dinosaurier entwickelten sich. Vor etwa 190 Millionen Jahren teilte sich Pangäa.

Im Frühling vor 66 Millionen Jahre schlug ein Asteroid ein, der den Chicxulub-Krater hinterließ und weitreichende Folgen für die entstehenden Meere hatten, die wir heute kennen. Eine Staubschicht schirmte für einige Jahre das Sonnenlicht ab. Das Oberflächenwasser sank durch die Abkühlung herab, wärmeres Meerwasser stieg auf. Es kam zu einer kurzen Algenblüte, die die Meere vergiftete.

Der Weg zum nächsten Superkontinent und dessen Meere

Seit etwa 50 Millionen Jahren existiert die Welt in der Form, wie wir sie heute kennen. Die Meere erholten sich und vor allem das Phytoplankton verbreitete sich wieder und bevölkert die Erde. Dieses ist für 70-80 % der Sauerstoffproduktion auf der Erde verantwortlich. Seit 1940 sank wegen des erwärmenden Meeres die Population bis heute um ca. 40 %. Dadurch sinkt langsam der O₂-Gehalt und CO₂ nimmt zu. Die nächste Erderwärmung ist im Entstehen. Durch das Abtauen der Pole steigt der Meeresspiegel und wird bald weitere Meere bilden.

Zeitgleich bewegen sich die Kontinente. Es gibt drei Theorien des nächsten Superkontinents. Die erste stammt vom Geologen Chris Hardnady. Demnach vergrößert sich der Atlantik. Die Westküste der amerikanischen Halbkontinente werden sich in 50 bis 100 Millionen Jahren mit Asien vereinen und den Pazifik verdrängen. Genannt wird dieser theoretische Kontinent Amasia. Australien wird süd-westlich auf Amasia stoßen. Afrika wird mit Südeuropa zusammenstoßen und den südlichen Ausläufer von Amasia bilden. Der Atlantik wird zum größten Ozean. Die Antarktis wandert nicht.

Das zweite Modell stammt von einem britischen Forschungsteam, die den nächsten Superkontinent Novopangäa nennen. Dieser soll in 250 Millionen Jahren entstehen. Hier kollidiert Ostafrika und Madagaskar mit Asien, Australien mit Südostasien. Die Antarktis wandert auf Novopangäa zu. Süd- und Nordamerika schiebt sich an Afrika. Ein riesiger See wird sich bilden, vielleicht auch ein Meer sein, wenn die Landmassen sich nicht komplett berühren. Der Pazifik wird die Welt umspannen.

Der US-Geologe Christopher Scotese hat eine andere Theorie. Nach dieser entwickelt sich der nächste Superkontinent als eine Mischung der anderen zwei Modellen ab, aber etwa nach 200 Millionen Jahren ändert sich das Szenario. Dann schrumpft der Atlantik aufgrund einer Subduktion, Nordamerika nähert sich dem Euro-afrikanischen Kontinent sehr schnell und kollidiert. Dadurch entsteht Pangäa Proxima (übersetzt das nächste Pangäa).

Das nächste Massensterben und Regeneration

Alle Superkontinente sind lebensfeindliche Lebensräume, die auch die Meere beeinflussen. Grund dafür sind Wetterextreme. Im Inneren herrscht Dürre, an den Küsten starke Regenfälle. Durch die intensive Tektonik nimmt der Vulkanismus zu. Die Erde erwärmt sich.

Durch die Vereinigung der Kontinente werden viele Lebensräume unter Wasser zerstört. Die Meeresströmungen kommen zum Erliegen. Sauerstoff und Nährstoffe gehen verloren. Somit wird das nächste große Artensterben beginnen. Bakterien und Phytoplankton helfen erneut dabei, in Jahrmillionen das Klima zu stabilisieren.

Zusammenfassung

• Die Urmeere entstanden aus dem Urozean.
• Während der Erdgeschichte erhöhte sich der Wasseranteil durch Kometen, Asteroiden und Vulkanismus.
• Durch die Plattentektonik entwickelten sich Superkontinente und spalteten sich. Neue Urmeere wurden geschaffen.
• Jeder Entstehung eines Superkontinentes folgte ein Massensterben, das durch Bakterien und Phytoplankton beendet wurde.
• Auch heute ist die Erde dabei einen neuen Superkontinent zu bilden und dadurch erneut einen weltumspannenden Ozean zu erschaffen.

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