Leven op aarde ontstond mede dankzij de botsing met een Mercurius-achtige planeet
Scientias. 6 september 2016, Caroline KraaijvangerDe botsing met een Mercurius-achtige planeet bezorgde de aarde een flinke hoeveelheid koolstof en maakte zo de weg vrij voor het leven zoals wij dat kennen.
Dat stellen onderzoekers in het blad Nature Geoscience. Het is een hypothese die wellicht een eind maakt aan een groot mysterie. Dat mysterie draait om: koolstof. Eén van de zes scheikundige elementen waaruit alle levensvormen op aarde zijn opgebouwd.
Mysterie
De aarde bestaat uit een kern, mantel, korst en atmosfeer. De mantel, korst en atmosfeer wisselen voortdurend elementen uit, waaronder de elementen die nodig zijn voor leven, zoals koolstof.
En dat is eigenlijk een beetje vreemd. Want hoe komt koolstof in de mantel, korst en atmosfeer terecht? Talloze onderzoeken hebben namelijk aangetoond dat het grootste deel van de oorspronkelijke hoeveelheid koolstof op aarde al vroeg in de geschiedenis van onze planeet of in de kern werd opgenomen of in de ruimte verdween.
"De uitdaging is om de oorsprong van vluchtige elementen zoals koolstof, die zich buiten de kern, in de mántel van onze planeet bevinden, te verklaren," stelt onderzoeker Rajdeep Dasgupta. Want als de oorspronkelijke hoeveelheid koolstof op aarde of in de ruimte verdween of in de ijzeren kern werd opgeslagen, waar komt dan de grote hoeveelheid koolstof in de mantel en biosfeer vandaan?
Botsing
Die hoeveelheid koolstof moet later op aarde zijn beland. En wel door toedoen van een enorme botsing, zo denken Dasgupta en collega's. Zo'n 4,4 miljard jaar geleden zou een Mercurius-achtige planeet met een koostofrijke buitenlaag op onze aarde zijn gebotst.
"Een gebeurtenis die de verhouding tussen koolstof en zwavel en de grote hoeveelheid koolstof (op aarde, red.) kan verklaren, is een gebeurtenis waarin een jonge, Mercurius-achtige planeet, die reeds een siliciumrijke kern had, in botsing kwam met en geabsorbeerd werd door de aarde," stelt Dasgupta. "De kern van die planeet zou direct in de kern van onze planeet verdwijnen en de koolstofrijke mantel zou zich mengen met de mantel van de aarde."
Afbeelding: Rajdeep Dasgupta.
Afgaand op de hoeveelheid koolstof en zwavel op aarde lijkt deze gang van zaken aannemelijk. In de toekomst zal echter moeten blijken of deze gebeurtenis ook overeenkomt met de verhouding waarin andere elementen vandaag de dag op aarde voorkomen.
Bronmateriaal:
"Earth's carbon points to planetary smashup" - Rice University
Leven op aarde mogelijk te danken aan botsing van planeten
Alles over sterrenkunde, 06-09-2016, Rice University, (GS)
Het ontstaan van leven op aarde is misschien mede mogelijk gemaakt door een gigantische botsing van twee planeten, kort na de geboorte van het zonnestelsel. Een dergelijke botsing van de jonge aarde met een kleinere (proto-)planeet is eerder al geopperd als oorzaak van de vorming van de maan. Nu denken onderzoekers van Rice University en het Woods Hole Oceanographic Institute dat een catastrofale botsing van planeten ook verantwoordelijk geweest kan zijn voor het relatief hoge koolstofgehalte in de mantel en de korst van de aarde. Zonder grote hoeveelheden koolstofatomen en -verbindingen zou leven op aarde mogelijk nooit zijn ontstaan.
Kort na het ontstaan van de aarde - door het samenklonteren van kleinere brokstukken, de zogeheten planetesimalen - was de planeet volledig gesmolten. Je zou verwachten dat lichte, vluchtige elementen zoals koolstof toen grotendeels zijn verdampt onder invloed van de geweldige hitte. Achtergebleven koolstof zou zich opgehoopt moeten hebben in de kern van de aarde: koolstof bindt zich gemakkelijk aan de daar aanwezige ijzerlegeringen. De vraag is dus hoe het komt dat de mantel van onze planeet relatief rijk is aan koolstof.
Op basis van laboratoriumproeven is nu ontdekt dat een planeetkern die veel silicium of zwavel bevat veel minder snel koolstof 'opslaat'. Een planeet als Mercurius, met een siliciumrijke kern, heeft daardoor wel verhoudingsgewijs veel koolstof in de mantel. Ca. 100 miljoen jaar na het onstaan van het zonnestelsel, toen de planeten al grotendeels waren afgekoeld, zou een Mercurius-achtige planeet in botsing gekomen kunnen zijn met de aarde. De kern van de kleinere planeet zou daarbij snel versmelten met de aardkern; de koolstofrijke mantel komt juist grotendeels in de mantel van de aarde terecht. Op die manier vallen de relatief grote hoeveelheden vluchtige elementen in de aardmantel goed te verklaren.
De laboratoriumexperimenten en de botsingshypothese zijn beschreven in een artikel in Nature Geoscience.
terug naar het antropisch principe
terug naar het weblog
^