Freitag, 30. Oktober 2009

Bildeten sich die natürlichen Reaktoren aufgrund der steigenden Sauerstoffproduktion im Archaikum?

Die These klingt recht spannend. In einem Paper der Oktoberausgabe von GSA Today schlagen Laurence A. Coogan und Jay T. Cullen von der University of Victoria (Kanada) vor, das Auftreten des natürlichen Reaktors von Oklo mit der steigenden Produktion von Sauerstoff im Archaikum zu verbinden. Damals, vor rund 2,5 bis 3 Mrd Jahren begann sich Sauerstoff in der Erdatmosphäre anzureichern. Gleichzeitig verschwand das Mineral Uraninit aus den entsprechenden geologischen Schichten, weil es unter den veränderten Sauerstoffbedingungen vom Wasser aus dem Gestein herausgelöst werden konnte. Das gelöste Uran, hier besonders 235U, konnte an anderen Stellen abgelagert werden. Heute besteht Uran zu 0,75% aus 235U. Damals, vor 2,5 bis 3 Milliarden Jahren lag dieser Wert bei ca. 3%. Das war für eine spontane Kettenreaktion ausreichend, sobald nur genug Uran irgendwo sedimentiert wurde. Das Problem allerdings ist die hohe Konstanz des Verhältnisses der Uranisotope, die sich überall auf der Erde, eben mit Ausnahme der Region um Oklo, gleichen. Bislang sind nur hier bis zu 17 natürliche Reaktoren gefunden worden.

Im Proterozoikum befand sich also im Bereich des heutigen Oklo ein grosses Flussdelta. Im oberen Einzugsbereich des Flusses wurden die kristallinen Gesteine des Basements erodiert. Dabei gelangten auch Schwerminerale ins Wasser, wo sie sich anreicherten. Vor rund 2 Milliarden Jahren begann sich unter dem Einfluss der Aktivität von Cyanobakterien der Chemismus des Wassers langsam zu ändern. Der Sauerstoffgehalt des Wassers nahm zu. Jetzt ist Uran in seiner reduzierten Form nicht wasserlöslich, wohingegen die oxidierte Form leicht gelöt werden kann. Diese leicht löslichen Uranyl-Ionen konnte der Strom in das Gebiet seines Mündungsdeltas transportieren. Dort befanden sich viele organische Stoffe, das der Sauerstoffgehalt des Wassers wieder abnahm und das Uran reduziert wurde.
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