Een internationaal onderzoeksteam onder Zwitserse leiding heeft nieuwe inzichten verkregen over de samenstelling van de oeratmosfeer van de aarde.
Een van de conclusies is dat het ontstaan van leven waarschijnlijk niet volgens het scenario van het beroemde ‘Miller-Urey experiment’ is verlopen (Science Advances).
Vierenhalf miljard jaar geleden zag de aarde er heel anders uit dan nu.
Het aardoppervlak was niet bedekt met bossen, bergen en oceanen, maar met magma – gesmolten gesteente dat via vulkanen over het oppervlak uitstroomde.
Daar zijn wetenschappers het wel over eens.
Maar minder duidelijk is hoe de aardatmosfeer er destijds uitzag en hoe de daarin aanwezige gassen en het magma elkaar beïnvloedden.
Om deze wisselwerking te onderzoeken hebben de wetenschappers hun eigen magma gemaakt.
Dat klinkt makkelijker dan het is, want voor het experiment moest een poeder met dezelfde samenstelling als de aardmantel tot een temperatuur van ongeveer 2000 graden Celsius worden verhit.
Daarbij is gebruik gemaakt van een speciale oven waarin het poeder met een laserbundel werd bestookt.
Het aldus verhitte mengsel werd blootgesteld aan verschillende gasmengsels zoals die 4,5 miljard jaar geleden ook kenmerkend kunnen zijn geweest voor de aardatmosfeer.
Bij elk gasmengsel ontwikkelde het magma een iets andere samenstelling.
De onderzoekers hebben er met name op gelet hoe sterk het in het magma aanwezige ijzer oxideerde (‘roestte’).
De mate van ijzeroxidatie in het afgekoelde magma werd vervolgens vergeleken met die in bestaande aardse mantelgesteenten.
Zo kon worden afgeleid welke gasmengsels het meest op de oeratmosfeer van de aarde leken.
Uit het onderzoek blijkt dat de oeratmosfeer voornamelijk heeft bestaan uit koolstofdioxide, stikstof en waterdamp.
Daarbij was de luchtdruk bijna honderd keer zo hoog als nu.
Al met al vertoonde de toenmalige aardatmosfeer duidelijke overeenkomsten met de huidige atmosfeer van de planeet Venus.
Deze laatste raakte door de nabijheid van de zon en de bijbehorende hogere temperaturen later al haar water kwijt.
Bij de aarde gebeurde dat niet en ontstonden er oceanen die veel koolstofdioxide uit de atmosfeer opnamen.
Een andere conclusie is dat het Miller-Urey-scenario voor het ontstaan van het leven op onze planeet waarschijnlijk niet opgaat.
Bij het gelijknamige experiment werden elektrische ontladingen (als surrogaatbliksems) losgelaten op mengsels van ammoniak en methaan, waarbij zich vervolgens aminozuren vormden.
Op de jonge aarde kan dit niet zo zijn gebeurd, omdat er niet genoeg ammoniak- en methaangas beschikbaar was. (EE)
(Image credit: Tobias Stierli)
