Während meiner Auszeit erscheinen hier einige Gastbeiträge von anderen Bloggern. Wenn ihr auch Lust habt, euer Blog (euren Podcast, euer Videoblog, etc) hier vorzustellen oder einfach nur mal einen Artikel schreiben wollt, dann macht mit!

Heute gibt es einen Beitrag der Meeresbiologin Martina Löbl.



Florian hat uns ja berichtet, wie das Wasser mit dem wir jeden Morgen Zähne putzen auf die Erde kam. Bis zum Lesen seines Beitrages wusste ich das ehrlich gesagt auch nicht so genau, finde es aber sehr spannend: Das Wasser fiel mit Asteroiden vom Himmel. Und so wurden dann unendlich viele H2O Moleküle zu Ozeanen. Aber wie ging es dann weiter? Ich werd mal Florians Blog Pause dazu nutzen die Geschichte ein bisschen weiterzuerzählen:

Die Erdatmosphäre war damals vor 4 Milliarden Jahren völlig Sauerstofffrei. Damit Menschen und Tiere entstehen konnten brauchte es Luft zum Atmen! So stellt sich die Frage: Wie kam aus den Ozeanen Sauerstoff als Gas in die Erdatmosphäre? Gasförmigen Sauerstoff ist die als O2 bezeichnete Variante des „O“ im H2O, nach der heutzutage nicht nur Mobilfunkanbieter benannt werden, sondern die mittlerweile 21% der Atmosphäre ausmacht und für uns Menschen so lebenswichtig ist.

Die Lösung des Problems lebt im Ozean, ist klein, einzellig, nur unter dem Mikroskop zu erkennen und färbt das Wasser manchmal grün. Kleine Algen, von Biologen Phytoplankton genannt. Die ersten Phytoplankton Arten entstanden vor etwa 3 Milliarden Jahren und zu gehören damit zu den ältesten Lebewesen auf der Erde. Sie waren die ersten, die Sonnenenergie nutzten um aus CO2 und Nährstoffen neues Pflanzenmaterial zu produzieren. Die Photosynthese war erfunden und hat sich bis heute nicht verändert. Als Abfallprodukt entsteht bei der Photosynthese gasförmiger Sauerstoff, O2. Na, macht’s klick? Phytoplankton gilt übrigens auch als Urmutter der heutigen Landpflanzen, die erst viele Millionen Jahre später entstanden sind. Irgendwann war dann genug Sauerstoff freigesetzt, damit die ersten Tiere entstehen konnten, später die Menschen, das Karies und die Zahnbürsten…

32 Gedanken zu „Zeit zum Luftholen – wie kommt der Sauerstoff in die Atmosphäre?“
  1. Knapp und gut – bleibt eigentlich nur eine Frage: Wer ist Oliver? :p

    Irgendwann war dann genug Sauerstoff freigesetzt

    Nur am Rande und als Ergänzung: Dieses ‚irgendwann‘ hat sich ua deswegen so lange hingezogen, weil Sauerstoff so reaktionsfreudig ist und insbesondere alles freiliegende Eisen wegoxydierte. Zum Ausgleich haben wir heute so schicke rote Felsformationen…

    Zur musikalischen Untermalung des post-Lesens böte sich jener Klassiker an.

  2. Hm, ich finde den Artikel ein bißchen dürftig. So hätte ich es sehr spannend gefunden, die Entwicklungsgeschichte des Sauerstoffgehaltes in der Atmosphäre nachzuzeichnen und die Gründe für bestimmte Gleichgewichtszustände und warum diese immer mal wieder aus dem Lot gerieten. So bedeutete insbesondere die große Sauerstoffkatastrophe vor 2,4 Milliarden Jahren mitnichten einen Anstieg des Sauerstoffgehaltes auf die heutigen Werte, sondern nur auf 3%, ein Wert, der sehr lange Zeit beständig blieb. Interessant auch in diesem Zusammenhang die Oxidation von Eisen zu den heute noch zu besichtigenden Bändererzen oder der Oxidation des ursprünglich in der Atmosphäre vorhandenen Methans, dessen Rückgang nach heutigem Wissen die Huronische Eiszeit auslöste (Methan ist ein sehr starkes Treibhausgas).

    Erst vor 700 Millionen Jahren begann der langsame Anstieg des Sauerstoffgehaltes von 3% bis auf die heutigen Werte (und dies in Form einer gedämpften Schwingung mit einem Spitzenwert bei 35%).

  3. Es ist wirklich interessant, wie Alderamin schon sagte, dass die Atmosphäre für uns die meiste Zeit toxisch gewesen wäre. Das war für mich auch immer erstaunlich als ich las, dass es auch die Hyperoxia gibt, also dass man sich in einer Atmosphäre mit zu viel Sauerstoff befindet und dass das auch so ernste Konsequenzen wie die Hypoxia hat.

    Im 2. Artikel heißt es, im Jura wäre der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre bei 30% gelegen. Wäre das für uns heute gefährlich?

  4. Ohne die Grenze des gesund Erträglichen bei Sauerstoff (bei welchem {Partial}Druck etc) an sich zu kennen, plädiere ich wegen der Nebeneffekte für ‚Ja!‚, WinzenFlyer. Weißt Du, wie groß damals Insekten werden konnten? Ich sag jetzt nur noch ‚Stechmücke’…

  5. @Spritkopf, boah, die große Vereisung for zwei Milliarden Jahren war bei nur 3 Prozent Sauerstoff?
    Wie lässt es sich erklären, dass der Sauerstoff Level Millarden Jahre auf diesem Level von 3 Prozent blieb?
    Hängt die große Lebensexplosion vor 700 Millionen Jahren mit der Änderung dieses Gleichgewichts zusammen? In der Zeit ist doch auch erst der Sex erfunden worden, was wohl mit der Lebensexplosion zusammenhängt?

  6. Abgesehen davon, daß bekanntermaßen beim Sex reichlich Atemluft schon hilfreich ist, Ralph Ulrich, werden Deine ersten Fragen im schon verlinkten wiki-Artikel zur Sauer­stoff­katastrophe beantwortet. Daher hier nur schnell die Kurzfassung: /Wie?/ Die Sauer­stoff­sen­ken (Eisen etc) waren noch nicht gesättigt /Hängt?/ Ja, wegen Energielimit vorher und UV-Schutz nachher /In?/ ja /Sex?/ ja, Durchmischung erhöht die Wahrscheinlichkeit von Neuem.

  7. @Ralph Ulrich
    Nein, der Sex ist schon wesentlich früher erfunden worden. Der tauchte meines Wissens zeitgleich mit dem Aufkommen der ersten Vielzeller vor 1,2 Milliarden Jahren auf. Dass der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre nach der Sauerstoffkatastrophe lange gleichblieb, erkläre ich mir einerseits, wie Rolak schon schrieb, mit noch nicht gesättigten Sauerstoffsenken, wobei es sich zu späteren Zeitpunkten um Mineralbildungen handelte und nicht mehr um oxidiertes Eisen, und andererseits mit dem Aufkommen von Lebewesen, die Sauerstoff nicht mehr produzierten, sondern verbrauchten.

    Die kambrische Explosion ist sicherlich einerseits durch den steigenden Sauerstoffgehalt zu erklären, aber auf der anderen Seite auch durch die vorangegangene Eiszeit im Cryogenium, die zu einem Massenaussterben führte. Und wie das bei sämtlichen Massenaussterben der Vergangenheit der Fall war: Es entwickeln sich neue Arten und besetzen die freigewordenen Nischen.

  8. ca 1.2e9 Jahre, ok, *blätter, hmmja*, wieder was dazugelernt, Spritkopf, dann nehme ich das ‚Ja‘ hinter dem “In?‘ zurück. Oder gilt hier ‚berührt – geführt‘?

    btw: Formal sind sauerstoffverbrauchende Lebewesen ja auch nur ’ne Art von OSenke 😉

  9. Ich habe da mal eine Frage: Wenn das Phytoplankton eine so effektive Photosynthese leistet, warum will man dann Kohlendioxid von Kohlekraftwerken in den Untergrund verpressen statt es ins Meer einzuleiten? Dafür muss es doch irgendeinen knallharten Grund geben.

  10. @Ludger

    sogar mehrere, hier zwei wesentliche.
    a) Wasser wird sauer – sehr schlecht für viele Stoffwechselprozesse der marinen Organismen

    b) Pflanzen verstoffwechseln/wachsen immer nach dem limitierenden Faktor. CO2 ist nur einer davon.

  11. Kann mir jemand sagen,
    wieviel Jahren Athmosphärenentwicklung entspricht ein rückwärtslaufendes heutiges Zivilisationsjahr?
    Wir holen Kohlenstoff aus Senken, die haben wie lange zur Entstehung gebraucht?

  12. @Ludger: genau die Idee gibt es ja schon: Eisenduengung ist das Stichwort!
    Das Suedpolarmeer enthaelt alle was zum wachsen fuer das Phytoplankton notwenig ist, ausser Eisen. Wird das als Eisensulfat (pulverfoermig) hinzugefuegt reichen schon geringe Mengen aus um grosse Phytoplanktonblueten entstehen zu lassen. Besteht das Phytplankton vornehmlich aus Kieselalgen(Diatomeen) so ist die Theorie dass sie bis in tiefere Wasserschichten absinken koennten und damit CO2 fuer mehrer Jahrzehnte/Jahrhunderte aus der Atmosphaere entziehen.
    Allerdings gibt es von Umweltschuetzern massive Proteste gegen Bioengineering im Ozean. Das juengste Eisenduengungsprojekt war „Lohafex“, wenn du das googelst bekommst du die ganze Palette der aktuellen gesellschaftlichen Diskussionen.

    PS: Sorry fuer die fehlenden Umlaute, habe grad keine richtige Tastatur..

  13. @spritkopf:
    Haette ich gewusst,dass hier unter den Lesern/Leserinnen so viel bio-geologischen Fachwissen und Interesse besteht, haette ich weiter ausgeholt 😉

  14. @Ralph Ulrich

    Unsere heutige Kohle wurde vornehmlich im Sog. „Karbon“ fixiert. das waren ca. 60 Mio. Jahre. Vielleicht gibt das einen hinweis auf die zeitliche Dimension.

  15. Ja, das stimmt, das Phytoplankton waechst nach Eisenduengung natuerlich nicht ewig, und Kieselsauere (Silikat) kann irgendwann der limitierende Faktor werden, vorrausgesetzt das Phytoplankton wird von Kieselalgen dominiert. Andere Arten wie z.B. Flagellaten brauchen keine Kieselsaure, da wuerde dann irgenwann vermutlich Stickstoff oder Phosphat limitieren. Allerdings sind Flagellaten auch leichter als Kieselalgen und sinken evtl nicht schnell genug in tiefere Wasserschichten und wuerden dann auch keinen Kohlenstoff exportieren…alles nicht so einfach…Biologie macht oft unvorhersehbare Dinge…

  16. Armseliger und dürftiger Artikel Wie kann man über die Entstehung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre schreiben, ohne über Stromatolithen, Bändereisenerze, Cyanobakterien usw. zu sprechen. Stromatolithe gab es übrigens bereits vor 3.8Mrd Jahren und nicht, wie die Autorin schreibt, seit 3.
    Zudem wäre es für viele Blogleser sicherlich interresant gewesen, zu erfahren, wie lange es dauerte bis sich tatsächlich Sauerstoff in der Atmosphäre anreicherte und die Entwicklungsgeschichte der Atmosphäre.

  17. dude lass mal gut sein. Das ist ein Blog und keine Vorlesung. Lesen kannst du selbst, gibt genug.
    Du weisst ohnehin längst, dass es für Stromatolithen und Bändereisenerze auch ohne Leben geht. Und ja, Stromatolithe gab es bereits vor 3.8- 3,5 Mrd Jahren, aber erst seit 3 sind sie sicher biogen.
    Bis sich tatsächlich Sauerstoff in der Atmosphäre anreicherte? Ca. 2,4 Mrd. Jahre.

  18. @Salmenghest
    Man muss wohl zu den UFO-Spökenkiekern gehören, um aus „unidentified“ und „doesn’t follow a normal traffic pattern“ außerirdischen Besuch herauszulesen.

    Mit den Worten von Neil DeGrasse Tyson: The important word is „unidentified„.

  19. @Spritkopf

    Wußtest Du eigentlich das das Wort das Wort UFO eine Erfindung des amerikanischen Militärs war in den späten 40er oder frühen 50er Jahren war? Davor wurden die „Dinger“ nämlich so benannt wie man sie auch gesehen hatte bzw. wie sie ausgesehen haben: „Flying Saucers“ und weil das dem Militär zuviel Rummel um die „Flying Saucers“ war führten sie den Begriff UFO ein um das ganze ein wenig abzumildern.

    Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/UFO#Begriffsherkunft

    Vorher wurde es aber nach dem benannt was die Leute wirklich gesehen hatten, nämlich „Flying Saucers“ also fliegende Maschinen unbekannten Ursprungs.

  20. @Salmenghest
    Deswegen redet erstens der britische Fluglotse trotzdem nicht von außerirdischen Raumschiffen, sondern von Radarkontakten, die sich nicht an vorgegebene Luftstraßen halten. Zweitens beweist das lediglich, dass der UFO-Hype dem amerikanischen Militär gar nicht so unrecht war, weil sie dahinter ihre geheimen Flugzeugtests verbergen konnten. Und drittens macht das deinen Beitrag in einem Blogpost über atmosphärischen Sauerstoff immer noch nicht on-topic.

  21. @Spritkopf

    Falsch! Das beweist das das Militär die UFO Sichtungen eindämmen wollte, es war ihnen ganz und gar nicht recht das jemand einfach so in ihren Luftraum eindrang und sie nichts dagegen machen konnten. Man wollte auf keinen Fall eine Panik a la Krieg der Welten von Orson Welles und deshalb wurden UFO Sichtungen verschleiert.
    Außerdem hätte, ihrer Meinung, eine Massenpanik den Kommunisten in die Hände gespielt.

    Der britische Fluglotse redet hier auch nicht von „UFOs“ sondern von Flugobjekten und meint das diese nach ihrem Verhalten von keinen der irdischen Mächte gebaut worden sein können…na ja…höchstens vielleicht vom unterirdischen Reich A.g.a.r.t.h.a. in dem heute die Nachkommen der Bewohner von L.e.m.u.r.i.a. und A.t.l.a.n.t.i.s. wohnen.

    Ja…Du hast recht: das Thema ist nicht ON Topic…aber trotzdem liegst Du falsch und das sollte man zumindestens aufklären.

  22. @Salmenghest

    und meint das diese nach ihrem Verhalten von keinen der irdischen Mächte gebaut worden sein können

    Das sagt er zwar nirgendwo, aber wer wie du überall fliegende Untertassen sieht, der kann bestimmt auch gut anderer Leute Gedanken lesen.

    höchstens vielleicht vom unterirdischen Reich A.g.a.r.t.h.a. in dem heute die Nachkommen der Bewohner von L.e.m.u.r.i.a. und A.t.l.a.n.t.i.s. wohnen.

    Ich erspare mir jetzt die Frage, was dein Arzt dazu sagt.

  23. @Spritkopf

    „Das sagt er zwar nirgendwo“

    Na sicher sagt er das und zwar in diesem Zitat:

    „“Es gibt immer wieder Objekte, die wir orten, deren (Flug-)Verhalten nicht den normalen Flug- und Verkehrsmustern entsprechen und das nicht nur aus britischer Sicht sondern auch, (was die Eigenschaften von Fluggeräten) aus anderen Ländern anbetrifft. Allerdings muss ich sagen, dass ich darüber nicht oft spreche.“

    Quelle: Grenzwissenschadt-aktuell

    Und? Was heißt das nun? Das wird von Objekten gesprochen, also feste Flugkörper, und das deren Flugverhalten nicht dem normalen Flug und Verkehrsmustern entsprechen. Nicht aus britischer Sicht und auch nicht aus der Sicht von anderen Ländern. Heißt also das diese Objekte von keinem Land unserer Welt kommen.

    Also woher kommen sie dann??? Ich geb Dir nen Tipp: sie kommen mit Sicherheit nicht aus dem Li La Laune Land, Wunderland, Grimms Märchenwelt usw. – also was bleibt wohl dann noch logischerweise übrig??? Denkt mal drüber nach, meine lieben Freunde der Sonne! 😉

  24. @Salmenghest
    Wie so oft bei euch Ufologen: Deine Spökenkiekerseite hat etwas dazu gedichtet und du dichtest noch mehr dazu.

    Im Originalinterview sagte der Fluglotse:
    „Occasionally there are objects – unidentified – that don’t conform to normal traffic patterns. I mean, not just from a UK point of view but from around the world. I have to say that is not something that occupies a huge amount of my time.“

    Übersetzt: „Gelegentlich gibt es unidentifizierte Objekte, die nicht normalen Verkehrsmustern folgen. Nicht nur in GB, sondern weltweit. Das ist aber nichts, was mich sonderlich beschäftigt.“

    Was sind „nicht normale Verkehrsmuster“? Nun, aus Sicht eines Fluglotsen, wenn ein Radarkontakt nicht den Luftstraßen folgt oder sonst ein erkennbares Ziel ansteuert.

    Alles andere – und insbesondere die Eigenschaften von Fluggeräten oder ihre nicht-irdische Herkunft – ist nur deine Erfindung.

  25. @Salmenghest: Kannst du mal aufhören, mir jeden Artikel mit deinem UFO-Unsinn vollzuspammen? Leb dein Aufmerksamkeitsdefizit anderswo aus.

    @Alle: Könnt ihr probieren, euch nicht jedesmal von diesem UFO-Troll provozieren zu lassen? Es ist jedesmal der gleiche…

  26. @Martina Loebl

    @spritkopf:

    Haette ich gewusst,dass hier unter den Lesern/Leserinnen so viel bio-geologischen Fachwissen und Interesse besteht, haette ich weiter ausgeholt 😉

    Danke für den Artikel und vielleicht gibts ja tatsächlich eine spannende Fortsetzung. Denn auch wenn die Wiki-Artikeln durchaus ausführlich sind, so fehlt mir, wie meistens bei Artikeln auf der Wikipedia, eine Einschätzung was aktueller Forschungsstand ist und welche Theorien die ForscherInnen bevorzugen. So findet sich beim Artikel über die – im deutschen etwas seltsamklingende – „Große Sauerstoffkatastrophe“ (englisch: „Great Oxygenation Event“, weniger wertend, denn Katastrophe war es für die sich daraus entwickleten Sauerstoffatmer ja nun wirklich nicht ;-)): https://de.wikipedia.org/wiki/Gro%C3%9Fe_Sauerstoffkatastrophe – der Hinweis über eine Fehlinterpretation des Sauerstoffindikator und über „massenunabhängiger Fraktionierung (MIF) zu einer massenabhängigen Fraktionierung (MDF) von Schwefel“. Das ist alles schön zu lesen, aber hilfreich wäre für den interessierten Leser oder Leserin auch, zu wissen, welche Theorie von der Forschung bevorzugt wird und warum (und ich hab auch nciht die Zeit mir jetzt Papers herunterzuladen und mich da auch in die Fachsprache zu vertiefen ;-)). Das kann und soll ein Lexikon natürlich nicht bieten, aber eine Vertiefung über das Thema würde mich freuen.

    Aber fürs erste mal Danke für deinen Beitrag, er hat mich dazu gebracht mich da wieder mehr einzulesen und neues zu erfahren.

  27. Letzter Beitrag von mir falsch gequotet, war nur eine Antwort auf die Martina Loebl – brauchst dich also nicht angesprochen fühlen spritkopf. 😉

  28. Zurück zum Thema:

    Ein paar wichtige Aspekte fehlen hier immer noch. Warum entstanden die ersten sauerstoffproduzierenden Lebensformen eigentlich im Wasser? Und warum hat eine Landbesiedlung so lange auf sich warten lassen (vor etwa 500 Mio. Jahren)?

    Bevor es zur Anreicherung der Atmosphäre mit O2 (und zwangsläufig auch mit O3) kam, war Leben auf dem Land und im oberen Bereich der Meere nicht möglich. Die von der Sonne abgestrahlten UV-Strahlungen ließen dies nicht zu. Erst als das O3-Niveau hoch genug war um genügend Strahlung zu absorbieren, wurde Leben in den obersten Schichten der Meere und an Land möglich.

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