Het element koolstof en zijn verbindingen vormen de basis voor het leven op aarde. Kortdurende flitsverhittingsgebeurtenissen in de zonnenevel voorafgaand aan de vorming van planeten in ons zonnestelsel waren verantwoordelijk voor het voorzien van de aarde van een vermoedelijk ideale hoeveelheid koolstof voor leven en evolutie. Dit toont een koolstofchemiemodel ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Heidelberg. De onderzoeksresultaten van Prof. Dr. Hans-Peter Gail van het Center for Astronomy en Prof. Dr. Mario Trieloff van het Klaus Tschira Laboratory for Cosmochemistry van het Institute of Earth Sciences werden onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Astronomie en astrofysica .

"Op aarde, koolstof is een relatief zeldzaam element. Het is verrijkt dicht bij het aardoppervlak, maar als fractie van de totale materie op aarde is het slechts de helft van 1/1000ste. In primitieve kometen, echter, het aandeel koolstof kan tien procent of meer zijn, " stelt prof. Trieloff. Volgens de geochemicus, kometen ontstaan ​​in de koele buitengebieden van het zonnestelsel, waar vluchtige water- en koolstofverbindingen condenseerden tot ijs. Onderzoekers gaan ervan uit dat de inslagen van asteroïden en kometen deze vluchtige elementen hebben bijgedragen aan de nieuw gevormde aarde. Maar het is een raadsel waarom de hoeveelheid koolstof op aarde zo laag is. "Een aanzienlijk deel van de koolstof in asteroïden en kometen zit in langketenige en vertakte moleculen die alleen bij zeer hoge temperaturen verdampen. Gebaseerd op de standaardmodellen die koolstofreacties simuleren in de zonnenevel waar de zon en de planeten vandaan kwamen, de aarde en de andere terrestrische planeten zouden tot 100 keer meer koolstof moeten bevatten, " stelt prof. Gail.

De Heidelberg-onderzoekers nemen aan dat de kortdurende flash-heating-gebeurtenissen verantwoordelijk waren voor het verlies van koolstof. Ze vermoeden dat alle materie in de binnenste regionen van ons zonnestelsel werd verwarmd, in sommige gevallen herhaaldelijk tot temperaturen tussen 1.300 en 1.800 graden Celsius voordat kleine planetesimalen en uiteindelijk de terrestrische planeten en de aarde werden gevormd. De onderzoekers geloven dat het bewijs in chondrulen ligt, de ronde korrels die zich vormden als gesmolten druppeltjes tijdens deze verhittingsgebeurtenissen voordat ze aangroeiden tot meteorieten. "Alleen de pieken in temperatuur die zijn afgeleid van de modellen voor de vorming van chondrulen, kunnen de huidige lage hoeveelheid koolstof op de binnenste planeten verklaren. Eerdere modellen hielden geen rekening met dit proces, maar blijkbaar hebben we het te danken aan de juiste hoeveelheid koolstof die de evolutie van de biosfeer van de aarde mogelijk maakte zoals we die kennen, " zegt Hans-Peter Gail.

De onderzoekers speculeren dat een "overdosis" koolstof waarschijnlijk schadelijk zou zijn geweest voor de evolutie van het leven. In zijn geoxideerde staat, koolstof vormt het broeikasgas CO2, die met name door de silicaat-carbonaatcyclus uit de atmosfeer van de aarde wordt verwijderd, die werkt als een thermostaat. "Of 100 keer meer koolstof een effectieve verwijdering van het broeikasgas mogelijk zou maken, is op zijn minst twijfelachtig. De koolstof kon niet langer worden opgeslagen in carbonaten, waar tegenwoordig het grootste deel van de CO2 van de aarde is opgeslagen. Zoveel CO2 in de atmosfeer zou zo'n ernstig en onomkeerbaar broeikaseffect veroorzaken dat de oceanen zouden verdampen en verdwijnen, " zegt Mario Trieloff.