CHEMIE OCEAANWATER VERANDERDE DOOR CYANOBACTERIËN

Er blijkt een verband te bestaan tussen de chemie van het oceaanwater en de verkalking van cyanobacteriën. Deze organismen, die meestal (ten onrechte) worden aangeduid met de term `blauwgroene algen', vormen komen waarschijnlijk al meer dan 3,8 miljard jaar op aarde voor en zijn 1 à 10 micrometer lang. De ontdekking, gedaan door drie aardwetenschappers van de universiteit van Göttingen, maakt het mogelijk aan de hand van fossiel bewaard gebleven cyanobacteriën chemische kenmerken van de oceanen in het geologische verleden vast te stellen. Zo heeft de calciumconcentratie in het zeewater waarschijnlijk een grote invloed gehad op evolutionaire ontwikkelingen (Science, 1 juni).

Cyanobacteriën ontlenen hun energie aan een proces van fotosynthese, waarbij ze koolzuurgas opnemen en zuurstof uitstoten. Dit proces heeft in de loop van de (vooral vroege) geologische ontwikkeling van de aarde waarschijnlijk in sterke mate bijgedragen aan de toename van het zuurstofgehalte in de atmosfeer, daarmee ook de mogelijkheden scheppend voor hogere organismen. Tot nu toe was het idee dat de onttrekking van koolzuurgas aan het zeewater er de oorzaak was dat calciumcarbonaat (aragoniet of calciet) uitkristalliseerde op het celoppervlak van de cyanobacteriën. Daardoor konden op de lange termijn grote kalkriffen worden opgebouwd die lijken te bestaan uit onregelmatige kalklaagjes. In deze specifieke kalksteenpakketten kunnen met behulp van de microscoop vaak nog de celstructuren van de cyanobacteriën worden herkend, welke fossielen behoren tot de oudst bekende levensvormen op aarde.

De onderzoekers hebben aangetoond dat de verkalking van de cyanobacteriën alleen plaatsvindt bij een hoge kaliumconcentratie, en bij juist lage concentraties van CO2, HCO3- en CO22-. Hierbij is ook de verhouding tussen de kalium- en de koolzuurconcentraties van belang. Op basis daarvan is, uitgaande van de vroegere CO2-concentraties (die op basis van andere gegevens voor grote delen van de aardgeschiedenis goed bekend zijn), de minimale kaliumconcentratie in de vroegere oceanen te berekenen (voor zover daarin verkalkte cyanobacteriën voorkomen). De vraag waarom bepaalde oceanische afzettingen fossielen bevatten, terwijl andere afzettingen juist geen of nauwelijks resten van vroeger leven herbergen, kan zo beter worden beantwoord.