Vor etwa 540 Millionen Jahren veränderte sich die Tierwelt auf der Erde plötzlich und drastisch: Innerhalb einer – geologisch gesehen – kurzen Zeit von 5-10 Millionen Jahren entwickelten sich zahlreiche neue Tierstämme mit unterschiedlichen Bauplänen. Darunter waren auch die symmetrischen Tiere (Bilateria), die heutzutage die Tierwelt ja dominieren.
Kurze Zeit später kam es zu einer weiteren bemerkenswerten Entwicklung: Schalen. Während die Tiere, die wir aus der Zeit vor dem Kambrium kennen, typischerweise reine Weichtiere waren, explodierte plötzlich die Zahl der Arten, die nach dem Grönemeyer-Prinzip konstruiert waren: “Außen hart und innen ganz weich”.
Über die Gründe für diese kambrische Explosion – von der man inzwischen sicher ist, dass sie ein echtes Phänomen ist, nicht nur ein Artefakt der schlechten Fossilienfunde – ist man sich nach wie vor im Unklaren. Vielleicht lösten einige neu entwickelte Arten ein biologisches Wettrüsten aus. Vielleicht waren es auch die Umweltbedingungen, beispielsweise ein niedriger Sauerstoffgehalt im Meerwasser. Oder vielleicht geben die Schalen einen Hinweis.
Schalen (und auch Knochen) enthalten Kalzium. Wenn am Anfang des Kambriums der Kalziumgehalt des Meerwassers angestiegen wäre, dann hätte das den Anlass für die Bildung von Schalen liefern können. Vielleicht war es so, dass die Tiere mit der hohen Kalziumkonzentration in ihrem Körper nicht klarkamen und deshalb Möglichkeiten suchten, das Kalzium loszuwerden. (Etwas ähnliches beobachten wir heute bei den Goldbakterien.) Dazu bildeten sie Kalziumverbindungen wie Kalziumkarbonat (das verwenden Schnecken, Muscheln und viele andere) oder Kalziumphosphat (das haben wir in unseren Knochen), die dann später zweckentfremdet wurden.
Damit diese Idee plausibel ist, müsste man natürlich erst einmal zeigen, dass zu Beginn des Kambriums der Kalziumeintrag ins Meerwasser tatsächlich stark angestiegen ist, und möglichst auch noch erklären können, wie das passiert ist. Und genau das ist vor kurzen gelungen.
Disclaimer: Der Rest dieses Textes befasst sich mit einer Wissenschaft, von der ich nur sehr wenig verstehe. Geologie fand ich nämlich eigentlich immer langweilig – bisher ist es mir in meinem Leben nur ein einziges Mal gelungen, ein Buch mit einem Geologie-Thema bis zu Ende zu lesen. Deswegen übernehme ich absolut keinen Hauch einer Garantie, dass das, was ich hier schreibe, alles korrekt ist (obwohl ich mir natürlich Mühe gebe). Wenn ihr also hier eure Hausarbeit abschreiben wollt, dann heult nicht, wenn ihr eine 6 bekommt. Und wenn ihr mehr Ahnung von Geologie habt als ich, dann hinterlasst eure Korrekturen bitte in den Kommentaren.
An Stellen der Erde stellt man fest, dass Gesteinsschichten aus dem Kambrium (die also so um die 500 Millionen Jahre alt sind) direkt über Schichten liegen, die wesentlich älter sind. Im Grand Canyon beispielsweise liegen 525 Millionen Jahre alte Schichten direkt oberhalb von solchen, die einige Hundert Millionen oder sogar mehr als eine Milliarde Jahre älter sind. Diesen “Sprung” in der Gesteinsschichtung bezeichnet man auch als “Große Diskordanz” (englisch “great unconformity”). Darwin glaubte, dass solche Diskordanzen lediglich auf fehlende Überlieferungen zurückzuführen sind, doch inzwischen geht man davon aus, dass es für die Große Diskordanz einen wesentlich dramatischeren Grund gibt: die Bildung und den Zerfall eines Superkontinents. (Was mal wieder zeigt, dass Darwin auch nicht alles wusste.)
Damit sich Gesteinsschichten bilden können, muss Material am Boden abgelagert werden (wie ihr seht, habe ich in Geologie doch den totalen Durchblick, da wärt ihr allein bestimmt nicht drauf gekommen, oder?). Natürlich gibt es immer ein Wechselspiel zwischen Ablagerung auf der einen Seite und Abtragung (beispielsweise durch Erosion) auf der anderen. Auf dem Meeresboden überwiegt typischerweise die Ablagerung (deswegen haben wir ja auch so viele Gesteinsschichten und entsprechend Fossilien aus dem Meer). An Land aber ist eher die Erosion stärker.
Vor etwas mehr als einer Milliarde Jahren formte sich auf der Erde der Superkontinent Rodinia. So etwa könnte die Erde damals ausgesehen haben:
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