1. Leven op jonge aarde werd mede mogelijk gemaakt door zonnevlammen
Scientias. 24 mei 2016, Caroline KraaijvangerWat de zon vier miljard jaar geleden aan helderheid miste, compenseerde deze met super-zonnevlammen die de aardse atmosfeer verwarmden en energie leverden voor de totstandkoming van complexe moleculen ... en daarmee van leven op aarde.
Dat schrijven wetenschappers in het blad Nature Geoscience.
Het is een mysterie. Zo'n 4 miljard jaar geleden was de zon namelijk aanzienlijk minder helder dan vandaag de dag. Hierdoor ontving onze planeet 30 procent minder energie van de zon dan nu het geval is. Dat zou betekenen dat de jonge aarde een ijzige planeet was. Maar geologisch onderzoek schetst een heel ander beeld: zo'n vier miljard jaar geleden waren de temperaturen op aarde al aangenaam en het water vloeibaar. Onderzoekers noemen dit mysterie de 'Faint Young Sun Paradox'.
En het lijkt erop dat die paradox zijn beste jaren heeft gehad. Wetenschappers denken namelijk eindelijk te weten hoe de aarde - ondanks dat de zon veel minder helder was dan vandaag de dag - aangenaam warm wist te blijven. "Ons nieuwe onderzoek laat zien dat super-zonnevlammen cruciaal kunnen zijn geweest," vertelt onderzoeker Vladimir Airapetian.
Kepler
Airapetian en zijn collega's trekken die conclusie nadat ze zich over observaties van ruimtetelescoop Kepler bogen. Kepler bestudeert - onder meer - zonachtige sterren van allerlei leeftijden en kan ons dus laten zien hoe onze ster er in zijn jonge jaren uitzag en hoe deze er in de toekomst uit gaat zien. Voor dit onderzoek bestudeerden wetenschappers zonachtige sterren die nog maar enkele miljoenen jaren oud zijn.
Grote zonnevlammen
|
|
Een zonnevlam of protuberans Afb.: NASA Goddard Space Flight Center |
Gegevens van Kepler suggereren dat jonge zonachtige sterren tot wel tien van die super-zonnevlammen per dag produceren. Zo'n zonnevlam - uitbarstingen van licht en straling - gaat vaak vergezeld door een enorme wolk materiaal afkomstig van de zon (CME: coronale massa-ejectie genaamd).
Nu
Ook vandaag de dag produceert onze zon nog zonnevlammen en CME's, maar deze zijn niet zo intens en komen ook niet zo vaak voor als op jonge zonachtige sterren. En als ze plaatsvinden, weten we ons geborgen achter een krachtig magnetisch veld dat voorkomt dat een groot deel van de energie van de zon de aarde bereikt.
Dat wil niet zeggen dat we helemaal niets van zo'n zonnevlam merken. Een zonnevlam kan namelijk wel de magnetische bubbel rond onze planeet - de magnetosfeer - verstoren en dat kan weer invloed hebben op bijvoorbeeld satellieten in de ruimte. Ook kunnen zonnevlammen aurora's (poollicht) veroorzaken, meestal nabij de polen waar het magnetische veld van de aarde afbuigt en deeltjes van de zon in de atmosfeer laat belanden.
Vroeger
Dat is de situatie nu. Maar 4 miljard jaar geleden was het anders. Niet alleen werden er vaker en intensere zonnevlammen en CME's geproduceerd. Het magnetische veld van de aarde was ook zwakker. "Onze berekeningen laten zien dat je regelmatig tot in South Carolina het poollicht kon zien," vertelt Airapetian. "En wanneer deeltjes uit de ruimte langs de magnetische veldlijnen reisden, raakten ze de overvloedig in de atmosfeer aanwezige stikstofmoleculen. Daarbij ontstonden losse stikstofatomen die weer botsten met koolstofdioxide, waardoor koolstofmonoxide en zuurstof ontstond. Zuurstof en stikstof vormde samen weer distikstofmono-oxide (lachgas): een krachtig broeikasgas. Zelfs een klein beetje van dit gas moet genoeg zijn geweest om de aarde zodanig op te warmen dat er vloeibaar water op het oppervlak van de planeet kon bestaan.
DNA en RNA
En de onderzoekers gaan nog een stap verder. Zonnevlammen zorgden niet alleen voor een warmere atmosfeer, maar leverden mogelijk ook de energie die nodig was om van eenvoudige moleculen complexe moleculen zoals RNA en DNA te maken die weer nodig waren voor leven.
En als dit hele proces op aarde zo verliep, waarom zou het dan ook op andere planeten rond zonachtige sterren niet zo verlopen? De onderzoekers hopen dat hun studie niet alleen een goed beeld geeft van het ontstaan van leven op aarde, maar tevens handvaten biedt voor de zoektocht naar leven op andere planeten.
Bronmateriaal: NASA: Solar Storms May Have Been Key to Life on Earth - NASA
2. Leven op jonge aarde werd mede mogelijk gemaakt door inslaande planetoïden
Alles over sterrenkunde. Woensdag 22 juni 2016 (EE)
Ten tijde van de jonge aarde vond er een groot planetoïdenbombardement plaats. Gesteente dat bij de inslagen smolt zou een belangrijke bron van broeikasgassen zijn geweest. (Simone Marchi (SwRI)) Tijdens de eerste miljard jaar van haar bestaan werd onze planeet geteisterd door inslaande planetoïden. Onderzoekers van drie Amerikaanse instituten denken dat dit tumultueuze begin wel eens gunstig kan zijn geweest voor het ontstaan van leven. Door de inslagen was er meer vloeibaar water.
Wetenschappers worstelen al een hele tijd met het probleem dat sterevolutiemodellen aangegeven dat een ster zoals onze zon in zijn begintijd veel minder licht en warmte geeft dan nu. Dat zou betekenen dat de oceanen op aarde minstens een miljard jaar stijfbevroren zijn geweest. Geologisch onderzoek wijst er echter op dat onze planeet ook toen al vloeibare oceanen heeft gekend, al is het maar met tussenpozen.
Met nieuwe modelberekeningen hebben de Amerikaanse onderzoekers nu aangetoond dat bij inslagen van planetoïden genoeg broeikasgassen in de atmosfeer terecht kunnen zijn gekomen om het zwakke schijnsel van de jonge zon te compenseren. Bij de inslagen zouden grote hoeveelheden gesteenten zijn gesmolten, waardoor tijdelijke lavameren ontstonden. En deze poelen van lava zouden grote hoeveelheden koolstofdioxide hebben uitgestoten.
Ook op een andere manier kunnen de inslaande planetoïden aan de leefbaarheid van de aarde hebben bijgedragen. Ze leverden grote hoeveelheden zwavel af - een belangrijk ingrediënt voor het ontstaan van levende organismen.
Bron: Southwest Research Institute team finds a possible solution to 'faint young Sun paradox' in primordial asteroid impacts.
terug naar het antropisch principe
terug naar het weblog
^