Meteorieten uit de verre uithoeken van het zonnestelsel leverden grote hoeveelheden water, koolstof en vluchtige stoffen naar de aarde. Alleen dan zou de aarde leven kunnen herbergen. Dr. Maria Isabel Varas-Reus, Dr. Stephan König, Aierken Yierpan en professor Dr. Ronny Schönberg van de Isotope Geochemistry Group van Tübingen University, en Dr. Jean-Pierre Lorand van de Université de Nantes, bewijs leveren voor dit scenario in een nieuwe studie. Met behulp van een methode die onlangs is ontwikkeld aan de Universiteit van Tübingen, de onderzoekers maten seleniumisotopen in gesteenten afkomstig van de aardmantel. Identieke isotoopsignaturen in deze rotsen en in bepaalde soorten meteorieten onthulden de oorsprong van het selenium, evenals grote hoeveelheden water en andere vitale stoffen. Het onderzoek is gepubliceerd in de laatste Natuur Geowetenschappen .

Strikt gesproken, er mag geen selenium in de aardmantel zitten. "Het wordt aangetrokken door ijzer. Dat is waarom, in de vroege geschiedenis van onze planeet, het ging naar beneden in de ijzerrijke kern, " Dr. María Isabel Varas-Reus legt uit. Er was geen selenium meer in de buitenste laag van de aarde. "De eerdere seleniumsignaturen werden daar volledig gewist. Het selenium dat tegenwoordig in de aardmantel wordt aangetroffen, moet daarom zijn toegevoegd na de vorming van de aardkern. geologisch gesproken, "op het laatste moment van de vorming van de aarde, nadat ook onze maan was gevormd, "Varas-Reus voegt eraan toe. Het is moeilijk om precies te zeggen wanneer - het kan tussen 4,5 en 3,9 miljard jaar geleden zijn geweest.

Complexe metingen

Op verschillende plaatsen, het onderzoeksteam nam monsters van mantelgesteenten, die door plaattektonische processen naar de oppervlakte zijn gebracht en sinds de vorming van de aarde onveranderd waren gebleven met betrekking tot de samenstelling van seleniumisotoop. De onderzoekers bepaalden de isotoopsignatuur van het selenium in deze rotsen. Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element met verschillende gewichten. "Het is al geruime tijd mogelijk om seleniumisotopen in hoge concentraties te meten, bijvoorbeeld in monsters van rivieren, " zegt Varas-Reus. "Echter, de seleniumconcentratie in gesteenten op hoge temperatuur is erg laag. Monsters moeten bij hoge temperaturen worden opgelost, en selenium is vluchtig. Dit maakt de metingen moeilijk." Maar sinds kort is het mogelijk om seleniumisotopen te meten in hogetemperatuurgesteenten. Dr. Stephan König en zijn groep onderzoekers ontwikkelden een complexe methode als onderdeel van zijn ERC-grant, het O2RIGIN-project gefinancierd door de European Research Council.

Lang werd vermoed dat meteorieten stoffen aan de aardmantel toevoegden. "Maar we dachten dat het meteorieten waren uit het binnenste zonnestelsel, "Zegt Varas-Reus. "Dus we waren zeer verrast dat de seleniumisotoopsignatuur van de aardmantel nauw overeenkomt met een bepaald type meteoriet uit het buitenste zonnestelsel. Dit zijn koolstofhoudende chondrieten van het zonnestelsel voorbij de asteroïdengordel, uit het gebied van de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. De seleniumisotoopsignaturen van verschillende meteorieten werden verzameld door de geoloog Dr. Jabrane Labidi, een voormalige O2RIGIN-medewerker, in een eerdere studie.

Het onderzoeksteam was ook in staat om te kwantificeren wat deze meteorieten, afgezien van selenium, nog meer meebrachten toen ze de vroege aarde raakten. "Volgens onze berekeningen ongeveer 60 procent van het water op aarde komt tegenwoordig uit deze bron. Dat is de enige manier waarop oceanen zich uiteindelijk kunnen vormen, " zegt Varas-Reus. Vluchtige stoffen uit de meteorieten droegen bij aan de vorming van de beschermende atmosfeer van de aarde. "Dit schiep de voorwaarden voor het leven op aarde om zich in zijn huidige vorm te ontwikkelen."