Zwavel was de sleutel tot het eerste water op aarde



“Deze twee artikelen versterken elkaar enorm en ik denk dat hun verhaal echt overtuigend wordt”, zegt Alessandro Morbideli, een planetaire wetenschapper aan het Côte d’Azur Observatorium in Nice, Frankrijk, die geen deel uitmaakte van een van beide onderzoeksteams.

De vier planeten die het dichtst bij de zon staan ​​- Mercurius, Venus, Aarde en Mars – vormden zich in het binnenste deel van de zonnenevel, een schijf van gas en stof die rond de pasgeboren zon draait. Het binnenste gebied van de zonnenevel was zo dicht dat wrijving het enorm verhitte en droogde. Veel onderzoekers hebben daarom voorgesteld dat de aarde pas water ontving nadat ijzige asteroïden en kometen die ver van de zon waren geboren de aarde raakten.

In 2020 meldden onderzoekers echter een verrassing: waterstof komt voor in zeldzame meteorieten die bekend staan ​​als enstatiet-chondrieten, die lijken op de bouwstenen van onze planeet (SN: 27.8.20). De ontdekking suggereerde dat de bouwstenen van de aarde vanaf het begin veel waterstof bezaten, ontdekten kosmochemicus Laurette Piani van de Universiteit van Lotharingen in Vandœuver-lès-Nancy, Frankrijk, en collega’s.

Maar sommige wetenschappers twijfelen aan het resultaat. Ze vreesden dat het water op de huidige aarde de meteorieten met waterstof had vervuild.

Vorig jaar maakten onderzoekers uit Frankrijk bekend dat de waterstof in enstatietchondrieten gebonden is aan zwavel. Nu heeft een ander team ontdekt dat het grootste deel van de waterstof is opgesloten in pyrrhotiet, een bronskleurig ijzersulfide-mineraal, rapporteren Thomas Barrett van de Universiteit van Oxford en zijn collega’s in een artikel dat op 19 juni op arXiv.org is ingediend.

“Hun argumenten over de spectroscopische karakterisering van waar waterstof in het gesteente leeft, zijn goed”, zegt UCLA-kosmochemicus Edward Young over het nieuwste werk. Dit betekent dat de waterstof origineel is voor de meteoriet en niet het resultaat is van aardse besmetting.

Morbidelli is het daarmee eens. ‘Het verklaart waarom enstatiet-chondrieten waterstof bevatten’, zegt hij, en noemt de ontdekkingen van de afgelopen vier jaar een paradigmaverschuiving. “Je verzamelt geen water. Je bouwt waterstof en zuurstof afzonderlijk op in verschillende mineralen, en dan combineren ze met elkaar.”

Dit is gemakkelijk te doen omdat de vroege aarde heet en gesmolten was, bedekt door een oceaan van magma. ‘Je kunt de magma-oceaan zien als een grote bal hete zuurstof’, zegt Young, omdat zuurstof alle andere elementen in de korst samen overtrof. Voeg gewoon waterstof uit de bouwstenen van de aarde toe en je krijgt H2O.

Maar Young vraagt ​​zich af of de bouwstenen van de aarde daadwerkelijk het grootste deel van de waterstof aan het water van onze planeet hebben geleverd. Hij denkt dat de waterstof ook rechtstreeks uit de zonnenevel kwam, die voornamelijk uit moleculaire waterstof bestond, oftewel H2, gas. En nog meer waterstof, in de vorm van water, arriveerde toen de ijzige objecten de aarde raakten.

“Vanuit exobiologisch perspectief is deze studie naar de oorsprong van water in enstatietchondrieten erg belangrijk”, zegt Morbidelli. Zwavel komt veel voor – het tiende meest voorkomende element in de kosmos – en zelfs in zonnestelsels waar geen ijzige asteroïden en kometen voorkomen, zouden rotsachtige planeten waterstof moeten kunnen opnemen en omzetten in water, wat de weg vrijmaakt voor de mogelijke ontwikkeling van leven daarop. . s werelds.