Was sagen Kohlenstoffisotopenverhältnisse über Massenaussterben aus?
Das Testen der Kohlenstoffisotopenverhältnisse alter Schichten oder Fossilien kann hilfreich sein, um die Klimabedingungen und die biologische Produktivität zum Zeitpunkt der Festlegung zu bestimmen. Die Verwendung von Kohlenstoffisotopen auf diese Weise basiert auf dem Prinzip, dass photosynthetische Organismen wie Algen vorzugsweise den leichteren und häufigeren Kohlenstoff 12 aufnehmen, während der schwerere Kohlenstoff 13 zurückbleibt. Während eines Massensterbens wird weniger bevorzugt Kohlenstoff-12 aufgenommen, was sich in den Sedimenten widerspiegelt.
Die Analyse der Kohlenstoffisotopenverhältnisse ist üblich, um die Auswirkungen des Massensterbens zu untersuchen, obwohl die genaue Beziehung der Kohlenstoffisotopenverhältnisse zur Produktivität nicht vollständig geklärt ist. Die Analyse dieser Isotope scheint darauf hinzudeuten, dass das Leben in den letzten halben Milliarden Jahren fünf große Aussterben erlitten hat, obwohl drei von ihnen bedeutend bedeutender waren als die anderen beiden. Alle diese Massensterben wurden durch einen plötzlichen Rückgang der Artenvielfalt im Fossilienbestand bestätigt. Variationen der Kohlenstoffisotope im Zeitverlauf werden als Einbrüche bzw. Ausschläge bezeichnet.
Neben dem Zugang zu Massensterben werden auch Kohlenstoffisotopenverhältnisse verwendet, um den Ursprung des Lebens abzuschätzen. Kürzlich wiesen Kohlenstoffisotopen darauf hin, dass photosynthetische Cyanobakterien, die ersten bekannten lebenden Organismen, bereits vor 4,3 Milliarden Jahren, nur 100 Millionen Jahre nach der anfänglichen Verflüssigung von Wasser und etwa 267 Millionen Jahre nach der Entstehung der Cyanobakterien, entstanden sind Die Erde selbst. Wenn es stimmt, ist dies faszinierend, da frühere Schätzungen des Ursprungs des Lebens es viel später, vor ungefähr 3,6 Milliarden Jahren, stellten. Wenn sich das Leben so schnell nach der Entstehung der Erde gebildet hat, warum scheint es dann im Kosmos im Allgemeinen so selten zu sein? Vielleicht besteht das meiste Leben im Universum nur aus Mikroben, aber wenn ja, scheint es ungewöhnlich, dass sich noch keine dieser Mikroben zu intelligenten Wesen entwickelt hat, die uns besucht haben.
Kohlenstoffisotopenverhältnisse können auch verwendet werden, um den Zirkulationsgrad in den Ozeanen vor Millionen von Jahren zu bestimmen. Bei geringer Zirkulation sinkt kohlenstoffreiches Biomaterial auf den Meeresboden und bleibt dort. Dies macht nachfolgende Organismen an der Spitze vergleichsweise reich an Kohlenstoff-13. Wenn die Zirkulation gut ist, wird Kohlenstoff-12 von unten wieder nach oben gebracht, und Organismen haben ein normales Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13.