Kosmisch stof kan cruciaal zijn geweest voor het begin van het leven op aarde

Kosmisch stof heeft mogelijk elementen geleverd die essentieel zijn voor het leven op de vroege aarde. Onze planeet is relatief arm aan verschillende elementen die nodig zijn voor de chemie van het leven, maar er valt voortdurend meer stof uit de ruimte, dat zich in gletsjergebieden had kunnen verzamelen toen de aarde jong was.

“Het idee heeft in de schaduw gestaan, maar mensen hebben het om een ​​aantal redenen verworpen, waarvan de belangrijkste is dat er op geen enkele locatie genoeg van was”, zegt Craig Walton van de Universiteit van Cambridge. Kosmisch stof is doorgaans rijk aan elementen als fosfor en zwavel, die op aarde relatief niet beschikbaar zijn, en valt voortdurend in een dunne laag over de hele wereld.

In het verleden hebben onderzoekers die op zoek waren naar de oorsprong van dergelijke elementen op aarde zich vooral gericht op grotere objecten die meer van deze elementen tegelijk zouden kunnen afleveren, maar dat soort aflevermechanismen zou moeite kunnen hebben om de prebiotische chemie lang genoeg in stand te houden zodat er leven kan ontstaan, zegt Walton. . ‘Meteorieten worden lange tijd beschouwd als een fantastische bron van deze elementen, maar meteorieten leveren deze elementen willekeurig af’, zegt hij. ‘Het is alsof ik je één keer een groot feest geef, maar nooit meer, je zult moeite hebben om een ​​gelukkig leven te leiden. Je hebt een continue bron nodig, en dat is kosmisch stof.”

Jaarlijks valt er tot wel 40.000 ton kosmisch stof op aarde. Een paar miljard jaar geleden zou dat aantal 10 tot 10.000 keer hoger zijn geweest, maar dat zou nog steeds niet genoeg zijn geweest om een ​​enkele locatie bijzonder rijk te laten zijn aan elementen die belangrijk zijn voor het leven. Walton en zijn collega’s voerden simulaties uit van hoe het stof door wind en water kon worden verplaatst om zich in concentraties te verzamelen die hoog genoeg waren om het leven te helpen voeden.

Ze ontdekten dat gletsjers de meest veelbelovende omgeving zijn, zowel omdat ze grote hoeveelheden stof kunnen vasthouden als omdat ze zeer weinig vervuiling door landvuil hebben. Wanneer kosmisch stof op een gletsjer valt, zonlicht absorbeert en opwarmt, smelt het in een klein gaatje in het ijs. Het gat blijft dan steeds meer stof vasthouden. Ten slotte mondt de stofkamer uit in een vijver aan de rand van de gletsjer.

We kunnen dit proces vandaag de dag nog steeds zien gebeuren, maar als de aarde miljarden jaren geleden koud genoeg was geweest om gletsjers te hebben, zou de toegenomen hoeveelheid stof haar nog efficiënter hebben gemaakt. “Als je een sediment wilt produceren dat echt rijk is en veel van deze reacties vertoont die tot leven kunnen leiden, is dit de beste weg vooruit”, zegt Walton.

‘Het is onduidelijk of gletsjers veel voorkwamen op de vroege aarde; we beschikken gewoon niet over goede gegevens voor deze periode in het algemeen’, zegt Ben Pearce van de Johns Hopkins Universiteit in Maryland. “Ik denk echter dat beide mogelijkheden de moeite waard zijn om te bestuderen, vooral als het een mechanisme biedt voor het creëren van een rijke oersoep.”

Het gebrek aan gegevens over de omstandigheden op aarde gedurende deze periode maakt het moeilijk te zeggen hoe belangrijk kosmisch stof is geweest voor de oorsprong van het leven. ‘We hebben altijd moeite gehad om te begrijpen hoe de chemie van de vroege aarde eruit zou hebben gezien’, zegt Matthew Pasek van de Universiteit van Zuid-Florida. “Maar dit zou een belangrijke bron van zeer waardevol materiaal kunnen zijn.”