De meeste elementen die cruciaal waren voor het ontstaan van leven op aarde, waaronder koolstof en stikstof, zijn waarschijnlijk afkomstig van een andere planeet.
Dat is de conclusie van onderzoek door wetenschappers van Rice University.
Met die ‘andere planeet’ bedoelen de onderzoekers de hypothetische planeet die ruwweg 4,5 miljard jaar geleden in botsing kwam met de jonge aarde en daarmee aan de wieg stond van de maan (Science Advances, 23 januari).
Veel planeetwetenschappers denken dat vluchtige elementen in de korst en mantel van onze planeet, zoals koolstof, stikstof, zwavel en waterstof, afkomstig zijn van koolstofrijke meteorieten die zijn gearriveerd toen de aarde al een kern had gevormd.
Dat wordt de ‘late veneer’-hypothese genoemd.
De isotopensamenstelling van de aardkorst komt in principe goed overeen met die van de koolstofrijke meteorieten, maar de koolstof/stikstofverhouding wijkt duidelijk af.
Waar de meteorieten 20 delen koolstof op één deel stikstof bevatten, vertonen aardse gesteenten een verhouding van 40:1.
Dat ondermijnt de ‘late veneer’-hypothese.
Ook een heel vroege aanvoer van vluchtige elementen, toen de vorming van de aardkern nog bezig was, lijkt onwaarschijnlijk.
Anders dan stikstof behoort koolstof namelijk tot de ‘ijzerminnende’ elementen. En dat betekent dat vroeg aangeleverde koolstof in de kern van de aarde terecht zou zijn gekomen, waardoor aardse gesteenten juist een tekort aan koolstof zouden moeten vertonen.
Met behulp van laboratoriumexperimenten hebben de wetenschappers nu de hoge druk en temperatuur nagebootst zoals die in het diepe inwendige van een planeet afspelen.
Daarbij is met name gekeken naar de rol die het element zwavel speelt bij het onttrekken van koolstof en/of stikstof aan het korst- en mantelmateriaal.
Uit de experimenten en de daarop voortbouwende computersimulaties blijkt dat de isotopensamenstelling van de aardkorst goed past bij een scenario waarbij de oeraarde in botsing kwam met een soortgenoot ter grootte van Mars die zelf een zwavelrijke kern had.
Concreet betekent dit dat de aanwezigheid vluchtige stoffen die cruciaal waren voor het ontstaan van leven op onze planeet voor een belangrijk deel afkomstig waren van een planeet die onder heel andere omstandigheden was ontstaan dan de oeraarde.
Sterker nog: het lijkt onwaarschijnlijk dat zich op onze planeet leven zou hebben ontwikkeld als die botsing níét had plaatsgevonden. (EE)