Die Hamersley Gorge mit dem malerischen Spa Pool im Karijini National Park im Nordwesten Australiens öffnet ein Fenster zum Anbeginn der Erde, in eine Zeit, als Bakterien die einzigen Bewohner des noch jungen Planeten waren. Die vielfarbigen, den Pool umgebenden Gesteinsschichten sind Bändereisenerze. Sie bildeten sich vor mehr als 2500 Millionen Jahren am Grunde eines längst verschwundenen Ozeans. Zu dieser Zeit gab es im Ozean nur wenig, und in der Atmosphäre gar keinen Sauerstoff. Was der Sauerstoffgehalt mit der faszinierenden Geschichte dieser Gesteine zu tun hat, werden wir noch sehen. Und die faszinierende Geschichte dieser Region reicht sogar noch viel weiter in die Erdgeschichte zurück.
Die Gesteine im Nordwesten Australiens formierten sich vor mehr als 3600 Millionen Jahren zu einem Urkontinent namens Vaalbara. Diese unvorstellbar langen Zeiträume muss man in Perspektive setzen, um sie zu verstehen. Die ersten Tiere besiedelten die Meeresböden erst vor 500 Millionen Jahren, und die Dinosaurier starben vor nur 65 Millionen Jahren aus. Die junge Erde war in ihrem Inneren sehr viel heißer als heute. Daher bestehen die den Kontinent aufbauenden Gesteine aus einem ursprünglichen Magma, das heute so nicht mehr vorkommt. Dieses Magma erstarrte in der Erdkruste langsam zu Vorläufern der heutigen Granite und brach an der Oberfläche als extrem heiße Komatit-Lava aus, die dünnflüssig wie Wasser war. Vor 2700 Millionen Jahren und damit kurz vor der Bildung der Bändereisenerze von Karijini, kam es zu einer tiefgreifenden plattentektonischen Veränderung. Dabei zerbrach Vaalbara in zwei Kontinente namens Kapvaal und Pilbara. Während der Kapvaal Urkontinent heute ein Teil des südöstlichen Afrikas ist, wurde Pilbara zum heutigen Nordwest-Australien. Entlang dieser Bruchzone kam es zu starkem Vulkanismus, der die beiden Kontinente auseinanderdriften ließ. Zunächst brach sich das aufsteigende Magma seinen Weg an die Oberfläche durch kontinentale Kruste. Durch den Kontakt mit den Graniten wurde die Lava stark mit Silizium und Gasen angereichert und dadurch zähflüssig.
Deshalb gab es zunächst explosive Vulkanausbrüche mit rhyolithischer Lava. Mit fortschreitender Drift der beiden Kontinente kam das Magma nicht mehr mit den Graniten in Kontakt. In der Folge kam es zu ruhigem und effusivem Vulkanismus, der die vormalige Landschaft unter einer Flut von Komatit- und Basalt-Laven begrub. Der Riss zwischen den beiden Kontinenten hatte sich so weit geöffnet, dass der Urozean eindrang und ein Flachmeer mit einem mittelozeanischen Vulkanrücken ausbildete. Mit dem sich langsam weiter öffnenden Ozean wurden die überfluteten Kontinentalränder von Kapvaal und Pilbara zu ruhigen Flachmeeren mit stabilen Umweltbedingungen, wohingegen die Vulkane am Meeresboden zwischen den Kontinenten weiterhin hohe Aktivität zeigten. Dies ist das urzeitliche Pendant zum heutigen ostafrikanischen Grabenbruchsystem mit der Öffnung des Roten Meeres. Allerdings gibt es einen gravierenden Unterschied zu heute: Damals gab es in der Atmosphäre keinen freien Sauerstoff, und im Ozean kam er nur in geringen Mengen im oberflächennahen Wasser vor! Das ist der Grund, weshalb wir die gebänderten Eisenerze von Karijini bewundern können – eine Felsformation ohne Gegenstück in der heutigen Zeit. Wie haben sie sich gebildet?
Durch unzählige hydrothermale Quellen entlang des neu gebildeten mittelozeanischen Rückens gelangten große Mengen eisenhaltiger Verbindungen in gelöster Form in den Ozean. Weil der tiefe Ozean zu dieser Zeit noch keinen freien Sauerstoff enthielt, verblieb das Eisen im Meerwasser gelöst und färbte es braunrot. Meeressströmungen transportierten das eisenhaltige Wasser bis in die warmen Flachmeere entlang der Kontinentküsten von Kapvaal und Pilbara. Diese Meere boten eine ideale Lebensgrundlage für eine Vielfalt an mikrobiellem Leben mit ganz unterschiedlichen Stoffwechseln. Darunter waren archaische Arten, die sich ohne Sonnenlicht in der Tiefsee von Schwefel ernährten, sowie bereits Photosynthese betreibende Grün- und Purpurschwefelbakterien und Eisenbakterien im oberflächennahen Meerwasser. Diese frühen Formen der Photosynthese liefen jedoch anoxygen ab, wodurch kein Sauerstoff als Stoffwechselprodukt produziert wurde.
Diese Bakterien waren in der Lage, das gelöste Eisen in den Flachmeeren ohne freien Sauerstoff zu oxidieren. Dadurch setzten sich große Mengen eines gelartigen Rosts am Meeresboden ab. Zunehmend verbreiteten sich in dieser Zeit aber auch die oxygenen Cyanobakterien, oft Blaugrünalgen genannt, die als Abfallprodukt ihres Photosynthese-Stoffwechsels freien Sauerstoff in die lichtdurchfluteten Flachmeere abgaben. Diese Cyanobakterien erzeugten die ersten Riffstrukturen auf der jungen Erde in Form von laminierten kalkigen Strukturen, die Stromatolithe genannt werden. Dieser erstmals biogen erzeugte Sauerstoff verband sich sofort mit dem im Ozean gelösten Eisen und lagerte sich zusätzlich am Meeresboden ab. Je nachdem wieviel Eisen aus den vulkanischen Quellen in der Tiefsee dem Flachwasser-Biotop durch die Meeresströmungen zur Verfügung stand, lagerten sich in rhythmischen Wechsellagen entweder dunkle rostig-rote Lagen aus eisenreichem Hämatit oder helle Bänder aus mikrokristallinem Quarz als Hornstein ab, der sich später zu Chalzedon und Jasper umbildete. Im Laufe der Jahrmilliarden wurden diese Schichten unter dem hohen Auflastdruck der überliegenden Sedimente und den dadurch hohen Temperaturen zu den Bändereisenerzen von Karijini.
Gewitter mit Starkregen verwandeln die beschaulichen Flüsse und Bäche von Karijini periodisch in reißende Sturzfluten. Dadurch schneiden sich die Flüsse langsam in das extrem harte Gestein ein und legen die beeindruckenden Schichten und Farben der Bändereisenerze in der Hamersley Gorge frei. Wenn die tiefstehende Sonne die Wolken von unten beleuchtet, erstrahlen diese uralten Gesteinsschichten für einen kurzen Moment in den intensivsten Farben und verstärken den Zauber dieser ohnehin spektakulären Landschaft.
