De vitale bestanddelen voor het leven op onze planeet, waaronder water, waren al heel vroeg aanwezig.
Tot die conclusie komen wetenschappers van de universiteit van Californië te Davis op basis van gesteenten die afkomstig zijn uit de mantel van de aarde (Nature, 6 december).
De aardmantel is een laag van oude, grotendeels vaste gesteenten die op een diepte van enkele tientallen kilometers begint en ongeveer 2900 kilometer dik is.
Er bestaan drie onderling concurrerende theorieën over de oorsprong van het water en allerlei gassen in het diepe inwendige van de aarde.
Volgens de eerste zou de planeet relatief snel, binnen enkele miljoenen jaren, zijn gevormd uit de wolk van gas en stof waarin de jonge zon toen nog was gehuld.
De tweede theorie suggereert dat de stofdeeltjes in die ‘oernevel’, na geruime tijd door de zon te zijn bestraald, samenklonterden tot forse brokken gesteenten die later op de jonge aarde neerploften.
De derde mogelijkheid is dat de aarde relatief langzaam is gevormd en dat water en gassen nog later werden aangeleverd door meteorieten.
Om te onderzoeken welke van deze scenario’s bepalend zijn geweest voor de aarde, heeft een team van wetenschappers gekeken naar het vluchtige element neon.
Neon is een edelgas, dat geen reacties aangaat met andere elementen.
Aangenomen wordt dat twee isotopen van neon, neon-20 en neon-22, nog steeds in dezelfde verhouding voorkomen als 4,5 miljard jaar geleden.
De verhouding tussen deze beide isotopen verraadt waar het neon vandaan is gekomen, omdat bij elk van de drie scenario’s in een andere neon-20/neon-22-verhouding resulteert.
Omdat vers mantelgesteente niet voor het grijpen ligt, hebben de wetenschappers kussenbasalten van de oceaanbodem onderzocht.
Deze zijn ontstaan uit magma, afkomstig uit de aardmantel, die over de oceaanbodem zijn uitgestroomd. Deze basalten vertonen kleine belletjes waarin gassen zijn opgeslagen.
Een nauwkeurige analyse van deze gassen laat zien dat het neon in de aardmantel, en dus ook het water en gassen als waterstof, koolstofdioxide en stikstof, daar via het eerste scenario is terechtgekomen.
Anders gezegd: veel van de elementen die de aarde leefbaar hebben gemaakt, waren al heel vroeg aanwezig. Een andere conclusie die de onderzoekers trekken is dat een planeet-in-wording niet veel tijd heeft om (later) leefbaar te worden.
Om voldoende van deze vitale bestanddelen te kunnen verzamelen, moet een planeet vóórdat de ‘oerwolk’ rond zijn moederster is verdreven al minstens de grootte van de planeet Mars hebben bereikt. Waarnemingen van andere planetenstelsels laten zien dat deze fase maar enkele miljoenen jaren duurt. (EE)