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4.4 Leben auf der Erde
ОглавлениеDie planetaren Grundbedingungen für Leben sind auf der Erde erfüllt. Der Planet steht dem Stern (der Sonne), den er umkreist, nicht zu nah, sonst wäre er zu heiß für flüssiges Wasser, noch ist er zu weit entfernt, sonst wäre dieses gefroren. Diese grobe Einteilung ist noch zu ergänzen durch die notwendigen Reaktionen von lebensnotwendigen Molekülen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Bei zu niedrigen Temperaturen ist die Chemie viel zu langsam für evolutionäre Verwandlungen und Entwicklungen. Ist es hingegen zu heiß, sind die Kohlenwasserstoffverbindungen nicht mehr stabil. Insofern wäre eine erste Antwort: Es sind die notwendigen und hinreichenden Bedingungen für die dauernde Existenz von Leben erfüllt. Stimmt, das gilt aber nicht mehr für seine Entstehung.
Damit vor über 3,5 Milliarden Jahren aus toter Materie Lebewesen werden konnten, mussten völlig andere äußere Bedingungen herrschen als für die Lebensformen der letzten 650 Millionen Jahre. Trotzdem ist die Grundform des Lebens bis heute die Zelle. Ihr gehören fast 90 Prozent der belebten Erdgeschichte. Damit die Evolution komplexere, mit Skeletten und Schutzschalen sowie höheren Funktionen ausgestattete Lebewesen auf der Erde hervorbringen konnte, bedurfte es der möglicherweise wichtigsten chemischen Reaktion des Universums: der Photosynthese. Sie verwandelt Materie und elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich in Zuckermoleküle und setzt Sauerstoff frei. Die Photosynthese von Blaualgen und Pflanzen hat im Laufe von rund zwei Milliarden Jahren alles Eisen in den Ozeanen oxidiert und allmählich den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre so angehoben, dass sich in rund 15 bis 25 Kilometern Höhe über dem Meeresspiegel, in der Stratosphäre, die Ozonschicht gebildet hat. Seither schützt sie das Leben in den oberen Wasserschichten und an Land vor der molekülzerstörenden Ultraviolettstrahlung der Sonne.
Lebewesen verfügen von nun an über die intensivste Energiequelle – die Atmung. Das Leben expandiert so über den gesamten Planeten, steigt aus dem Wasser auf das Land, in die Lüfte und in jede Nische, derer es habhaft werden kann. Zwar gibt es einige extreme Lebensformen, die unter hohem Druck, sehr hohen Temperaturen sowie starkem Säure- oder Basen-Charakter leben kann, aber 99,99 Prozent des Lebens werden direkt oder indirekt von der Sonne genährt: Pflanzen und einige Bakterien unmittelbar, die Pflanzen- und Fleischfresser auf Umwegen. Geologie und Paläontologie kennen inzwischen ziemlich vollständig die Bedingungen in unterschiedlichen Phasen der Erdgeschichte. Sie lesen in den Gesteinen und Fossilien, wie es damals klimatisch und geologisch gewesen sein muss.
Aufgrund seiner inneren Energiequelle verändert der Planet seine Oberflächenstruktur bis heute. Die mehrere tausend Grad heißen auf- und absteigenden Gesteinsmassen des flüssigen Erdkerns im Kontakt mit dem flüssigen Erdmantel treiben an der Erdoberfläche die Bewegung der kontinentalen und ozeanischen Platten an. Man spricht von Plattentektonik. Alle 500 Millionen Jahre bildet sich ein großer Superkontinent aus der Verschmelzung der kontinentalen Platten, die dann aber wieder auseinandergetrieben werden durch aufsteigendes ozeanisches Krustenmaterial.
Während sich also die Erdoberfläche ständig gewandelt hat, hat sich der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre nach einigen Schwankungen seit rund 300 Millionen Jahren bei rund 20 Prozent eingepegelt. Zuviel Sauerstoff in der Luft treibt zu viele Brände an und zerstört die Biosphäre. Phasen, in denen sich Superkontinente bilden, sind ebenfalls schwierig für das Leben, denn dann wird es zu heiß an Land und auch die Meere kippen um. Das Leben in ihnen stirbt fast vollständig aus.
Mehrere solcher Ereignisse in der Erdgeschichte geben uns deutliche Hinweise darauf, wie empfindlich letztlich höhere Lebewesen bei Änderung der äußeren Umgebungstemperaturen sind. Bis zum Auftreten des Menschen waren solche Massensterben ausnahmslos natürlichen Ursprungs: Sie beruhten auf Kontinentalplattenverschiebungen, Änderung der Meeresströmungen aufgrund natürlicher Zyklen oder Schwankungen in der Biomasse an Land und im Wasser. Der Homo sapiens hat nun allerdings eine neue Variante hinzugefügt: die anthropogen angetriebene globale Erwärmung der Atmosphäre und Ozeane, verursacht durch die beschleunigte Ausbeute fossiler Rohstoffe, wie Kohle, Erdöl und Erdgas, und begleitet von einem massiven Anstieg Infrarotstrahlung absorbierender Gase wie Kohlendioxid und Methan.