Stromatolith

    Stromatolithen sind biogene Sedimentgesteine aus teils sehr feingeschichtetem Kalk. Mit ihrem schaligen Aufbau aus Knollen, Säulen oder welligen Lagen erinnern sie äußerlich an einen Blumenkohl.

Nach heutiger Deutung sind Stromatolithen Kalkablagerungen, die durch marine benthonische Cyanobakterien (früher auch als „Blaualgen“ oder „Blaugrünalgen“ bezeichnet) verursacht werden. Die Cyanobakterien bilden Biofilme (Mikrobenmatten), in denen Partikel eingefangen und gebunden werden. Durch die Stoffwechsel-Aktivitäten der Biofilme, und zwar durch die Alkalisierung des Milieus infolge ihrer Kohlenstoffdioxid-Assimilation, gibt es auch eine Mineralisation von Karbonaten (Kalk).

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Die ältesten Fossilien

    Stromatolithen sind die ältesten Fossilien aus dem Präkambrium und existieren seit etwa 3,5 Milliarden Jahren ^[1] (Warrawoona-Serie ^[2] gefunden beim dem Ort North Pole ^{[3] [4]} im Pilbara-Gebiet ^[5] in Westaustralien, Präkambrium, Archaikum ^[6]). Zu den ältesten Vorkommen der Welt gehören auch die Funde in Bolivien mit einem Alter von 2,2 bis 2,4 Mrd. Jahre (Präkambrium, Unteres Proterozoikum).

Damit sind sie die ersten durch Organismen aufgebauten Strukturen. Ihre Erzeuger betrieben oxygene Photosynthese und trugen dadurch wesentlich zur Freisetzung von elementarem Sauerstoff in die bis dahin sauerstofffreie Erdatmosphäre bei.

Zunächst allerdings reicherte sich der gebildete Sauerstoff über eine lange Zeit hinweg nicht an, weil er durch Oxidationsprozesse sofort wieder verbraucht wurde: Zweiwertige Eisenverbindungen wurden zu dreiwertigen oxidiert sowie Sulfide zu Sulfaten. Als die Vorkommen von zweiwertigem Eisen und Sulfiden weitgehend oxidiert waren und die Sauerstoffkonzentration in den Ozeanen und in der Atmosphäre immer weiter anstieg, kam es vermutlich zu einem Massensterben der bis dahin vorherrschenden obligat anaeroben Mikroorganismen (sogenannte Sauerstoffkatastrophe).

In manchen Zeitabschnitten der Erdgeschichte – lange bevor es Korallen gab – waren die Stromatolithenbildner wichtige Riffbildner. Bis vor einer Milliarde Jahren waren Stromatolithen in fast allen Küstengewässern stark verbreitet. Vor 700 Millionen Jahren ging die Vielfalt und die Verbreitung der Stromatolithen abrupt stark zurück. Sehr selten werden Stromatolithen ab 450 Millionen Jahren vor der Gegenwart.^[7] Man nimmt an, dass sie von den aufkommenden mehrzelligen Eukaryoten massenweise abgeweidet und so verdrängt wurden.

Heutige Vorkommen

Rezente, in Bildung begriffene Stromatolithen findet man nur noch in wenigen, bestimmten ökologischen Nischen, die meist durch erhöhte Salzgehalte gekennzeichnet sind: (Lagunen, kontinentale Salz- und Sodaseen). Ein Rückschluss auf die Umweltbedingungen fossiler Stromatolithe beziehungsweise ihrer Erzeuger ist damit allerdings nicht unbedingt gegeben.

Als Beispiel sind die heute noch lebenden Kolonien im Hamelin Pool an der Shark Bay [1] in Westaustralien genannt, sie zählen zum UNESCO-Weltnaturerbe.

Die Stromatolithen vom Hamelin Pool Marine Nature Reserve

Dass es im Hamelin Pool noch Stromatolithen gibt, wurde im Juni 1956 von Denhamer Geologen entdeckt. Überlebt haben sie wegen des extremen Salzgehalts des Wassers (ca. doppelt so hoch wie im offenen Ozean); sie hatten und haben unter diesen für andere Tiere lebensfeindlichen Bedingungen keine natürlichen Feinde.

Auf 1 m² Fläche konzentrieren sich bis zu 3 Milliarden einzelne Mikroorganismen. Mit Hilfe von Photosynthese bilden sie ihre eigentümlichen Strukturen. Sie wachsen sehr langsam, maximal 1 cm in ca. 30 Jahren. Gebilde von ca. 1 m Höhe sind somit knapp 3000 Jahre alt.

Im Hamelin Pool Marine Nature Reserve kommen folgende Gebilde vor, die an dem über eine schmale Holzbrücke oberhalb des seichten Wassers verlaufenden Dokumentationspfad erklärt werden:

• Die so genannten „Kuppeln mit roter Kappe“ (red-capped domes) sind flache Strukturen am Strand grauschwarz mit rostroter „Haube“. Sie hörten vor ca. 500-1000 Jahren auf zu wachsen, als der Wasserspiegel fiel. Die Provenienz der roten Farbe ist umstritten; es handelt sich möglicherweise um Berührung mit eisenhaltigem Wasser oder Bakterien.
• Die jungen „buschigen Matten“ (tufted mats) bilden flache schwarze Teppiche unter Wasser, die von weitem wie Filzmatten aussehen. Hier handelt es sich um noch sehr junge, kaum 1 cm hohe Strukturen.
• Die „Blumenkohl“-Strukturen (coalflowers) sind lebende ältere Stromatolithen unter Wasser; die ältesten sind ca. 1 - 1,5 m groß.

Die Stromatolithen vom Lake Thetis

Ein zweites Vorkommen von Stromatolithen findet sich in dem See Lake Thetis nahe dem kleinen Ort Cervantes in Westaustralien.

Siehe auch

• Spirulina
• Cryptozoon
• Riff
• Erdzeitalter

englisch:

• Abigail C. Allwood, Malcolm R. Walter, Balz S. Kamber, Craig P. Marshall, Ian W. Burch: Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia, Nature 441, 8. Juni 2006
• Hamelin Pool Marine Nature Reserve
• NASA: What are stromatolites?
• NASA: Why is NASA interestet in Microbial Mats
• Bilder von Stromatolithen, Seite durchsuchen nach „stromatolites“.
• Stromatolite Fossils - The Oldest Fossils

Einzelnachweise

1. ↑ University of California Paleontological Museum (UCPM): Fossil Record of the Bacteria
2. ↑ http://nai.arc.nasa.gov/nai2005/abstracts/803%20-%20ALLWOOD_NAI_abstract.doc.pdf
3. ↑ Karte von North Pole
4. ↑ http://nai.arc.nasa.gov/nai2005/abstracts/808%20-%20ALLWOOD_NAI_poster.doc.pdf
5. ↑ DoIR - Geological Survey of Western Australia - Stromatolites - Earth's Earliest Life Forms
6. ↑ UCPM: Introduction to the Archean
7. ↑ UCMP: Life of the Proterozoic Era

Literatur

• M. Walter und A. Allwood: Life on Earth, Primitive Organisms and Microfossils, Biosediments and Biofilms: Encyclopaedia of Geology, v. 1. Elsevier, London 2004. pp 279-294.
• A. Allwood und A. Brown: Seeking the oldest evidence of life on Earth, Microbiology Australia, v. 25 (1), 2004, S. 26-27.
• A. Knoll: Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth
• A. Olcott, F. Corsetti und A. Stanley: A New Look at Stromatolite Form Diversity, 2002 Geological Annual Meeting, Denver, Oktober 2002.