NGV-Geonieuws 92 artikel 563

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Mei 2005, jaargang 7 nr. 9 artikel 563

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 92! Op de huidige pagina is alleen artikel 563 te lezen.

<< Vorig artikel: 562 | Volgend artikel: 564 >>

563 Vroege oceanen lieten geen complex leven toe
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

In de eerste 3,5 miljard jaar van de aardgeschiedenis kwamen er geen complexe levensvormen voor. Wel ontstonden er relatief vroeg (waarschijnlijk 3,8-3,5 miljard jaar geleden) microorganismen. Er zijn geen aanwijzingen dat het daarbij in het begin ook ging om eukaryoten (een- of meercellige organismen met structuren zoals een celkern en mitochondriŰn); die dateren pas van ca. 2,7 miljard jaar geleden. Pas zoĺn 550 miljoen jaar geleden kwamen er complexere levensvormen: de Metazoa. Sindsdien is de evolutie snel voortgeschreden naar zeer complexe levensvormen zoals de primaten.


De oudst bekende vertegenwoordiger van de Metazoa, Grypania spiralis, die ca. 2,1 miljard jaar leefde in een zeer zoute zee

Juist de snelle evolutie die in de afgelopen 550 miljoen jaar optrad, doet de vraag rijzen waarom eerder zoĺn lange periode zonder noemenswaardige evolutie bestond. Die vraag is niet alleen van belang voor een beter begrip van de omstandigheden die evolutie mogelijk maken, maar ook voor het zoeken naar levensvormen buiten de aarde. Vaak wordt aangenomen dat het verschijnen van de Metazoa, 550 miljoen jaar geleden, kon plaatsvinden doordat er pas toen voldoende zuurstof aanwezig was. Het gaat echter niet om de hoeveelheid atmosferische zuurstof, maar (omdat het leven zich geheel in zee afspeelde) om de hoeveelheid zuurstof die in het oceaanwater was opgelost.

De oplosbaarheid van zuurstof in zeewater hangt voor een belangrijk deel af van twee factoren: de temperatuur en het zoutgehalte. Deze twee parameters hebben gedurende de geologische geschiedenis sterk gefluctueerd. Hoe dat in het Precambrium gebeurde, en wat de invloed daarvan was op de evolutie, is onderzocht door Paul Knauth.

Uit isotopenanalyse van vuursteen kon hij opmaken dat de temperatuur gedurende het Arche´cum aan het oppervlak 55-85 ░C bedroeg. Thermofiele microorganismen konden zich daarom over alle wereldzeeŰn verspreiden. Het zoutgehalte van de oceanen gedurende het Arche´cum was anderhalf- tot tweemaal zo hoog als nu (er waren geen continenten waarop zoutafzettingen konden accumuleren). Door het hoge zoutgehalte kon er nauwelijks zuurstof in het zeewater oplossen. Hoewel de atmosferische zuurstof al een concentratie bereikte van 70% van het huidige niveau, waren de Arche´sche organismen dus beperkt tot vormen die een hoge temperatuur en een hoog zoutgehalte konden verdragen, en die geen zuurstof nodig hadden.


Steenzout (het mineraal Haliet) sloeg pas op het eind van het Precambrium in grote hoeveelheden neer, waardoor het zoutgehalte in zee drastisch daalde

In het Paleoproterozo´cum (2,5-1,6 miljard jaar geleden) daalde de temperatuur aanzienlijk, en 1,2 miljard jaar geleden varieerde die binnen min of meer dezelfde waarden als gedurende de afgelopen 550 miljoen jaar. Op het eind van het Precambrium daalde bovendien het zoutgehalte van de oceanen voor het eerst sterk, omdat toen in reusachtige bekkens door verdamping enorme hoeveelheden zout en pekel werden opgeslagen. Tevens vonden er op het einde van het Precambrium een aantal extreme vergletsjeringen plaats. Het samengaan van een lager zoutgehalte en een sterk dalende temperatuur zorgde ervoor dat er veel meer zuurstof in het water kon oplossen. Hierdoor konden zich niet alleen microorganismen ontwikkelen die zuurstof voor hun stofwisseling nodig hadden, maar zelfs organismen die echt adem haalden (Metazoa). Omdat de atmosferische zuurstof al langer een hoog niveau had, kan overigens niet worden uitgesloten dat de Metazoa zich buiten de zee ontwikkelden, bijv. in ondiepe kustnabije wateren. Ze zouden zich van daaruit naar de met kalk en silicium verzadigde zee hebben kunnen verspreiden, waarop de 'Cambrische explosie' van levensvormen met goed fossiliseerbare harde delen kon plaatsvinden.

Omdat chloor (dat samen met natrium het goed in zeewater oplosbare zout haliet vormt) een element is dat wijd verbreid in de ruimte voorkomt, en dat zich samen met waterdamp in de atmosfeer verspreidt bij ontgassing van een planeet, zijn zoute (vroege) oceanen op andere hemellichamen waarschijnlijk. Bij het zoeken naar buitenaards leven zou daarom goed gelet moeten worden op anaŰrobe microorganismen; het voorkomen daarvan is veel waarschijnlijker dan het voorkomen van ander extraterrestrisch leven.

Referenties:
  • Knauth, L.P., 2005. Temperature and salinity history of the Precambrian ocean: implications for the course of microbial evolution. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 219, p. 53-69.


Copyright ę NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl