Onderzoekers van de Universiteit van Oxford hebben in een zeldzame meteoriet uit Antarctica aanwijzingen gevonden dat het bouwmateriaal van de vroege aarde veel rijker was aan waterstof dan tot dusver werd aangenomen. De steen, LAR 12252, behoort tot de enstatiet‑chondrieten, een groep meteorieten die qua isotopensamenstelling vrijwel identiek is aan aardse gesteenten en daarom wordt gezien als een direct venster op het materiaal waaruit onze planeet 4,6 miljard jaar geleden is ontstaan. Tot voor kort gold dat primitieve aanname dat zulke meteorieten praktisch kurkdroog waren. Water, zo luidde het populaire scenario, moest daarom later per toeval met waterrijke kometen of koolstofrijke asteroïden zijn meegekomen. Het Oxford‑team laat nu zien dat dit uitgangspunt op losse schroeven staat.
De wetenschappers gebruikten deeltjesversneller Diamond Light Source om het meteorietpoeder te bestoken met een extreem felle röntgenbundel. Met de techniek X‑ray Absorption Near Edge Structure (XANES) konden ze per micrometer vaststellen aan welke elementen waterstof chemisch was gebonden. Het grootste deel bleek niet in silicaten of organisch materiaal te zitten, maar was gekoppeld aan zwavel in de vorm van waterstofsulfide (H₂S). Vooral in het fijnkorrelige stof tussen de grotere korrels (de matrix) zat bijna tien keer méér H₂S dan in de ronde chondrules waarin eerdere onderzoeken al sporen van waterstof hadden gevonden. Omdat de onderzoekers nauwkeurig konden aantonen dat de onderzochte plekken nauwelijks aardse roest of andere verwering vertoonden, concluderen zij dat het om oorspronkelijke, ‘ingebouwde’ waterstof gaat.
Een tweede stap was nagaan hoe het H₂S in het meteoriet terechtkwam. Uit hun spectra bleek dat de concentratie van H‑S‑bindingen nauw samenhangt met de aanwezigheid van piepkleine korrels pyrrhotiet, een ijzersulfide dat net iets zwavelrijker is dan het meer bekende troiliet. Experimentele en theoretische modellen wijzen erop dat zulke korrels in de oernevel als mini‑katalysatoren konden dienen: bij hoge temperatuur reageerde waterstofgas uit de gasschijf met het sulfide en vormde H₂S, dat vervolgens oploste in omliggend, gesmolten silicaatrijk stof. Toen dat snel afkoelde, werden de sulfidekorrels als het ware ingekapseld in glas met daarin opgesloten zwavelwaterstof. Die glaciale zakjes vormen de voornaamste waterstofvoorraad in de meteoriet en waarschijnlijk ook in het materiaal waaruit de jonge aarde werd opgebouwd.
Als het merendeel van onze planeet uit vergelijkbare brokstukken bestond, dan had de proto‑Aarde al vanaf haar ontstaan voldoende waterstof en zuurstof om water te vormen. Het ontstaan van oceanen en daarmee van leefbare omstandigheden wordt in dit scenario een bijna onvermijdelijke uitkomst van de planetaire opbouw, in plaats van een ‘kosmisch gelukje’. Dat idee sluit ook beter aan bij isotopenmetingen van stikstof en waterstof in aardmantelgesteenten, die erop wijzen dat slechts een klein deel van de vluchtige elementen later, via inslagen van ijzige kometen, is toegevoegd.
Toch is er nog ruimte voor scepsis. Planetair geoloog Matt Genge van Imperial College London, die niet bij het onderzoek betrokken was, noemt het resultaat ‘interessant’ maar vindt het bewijs nog onvoldoende om het klassieke inslagmodel volledig te verwerpen. Hij wijst erop dat de steen mogelijk honderdduizenden jaren in het Antarctische ijs lag, waardoor een deel van de waterstof toch van terrestrische oorsprong zou kunnen zijn. Het Oxford‑team erkent dat tot zo’n vijftien procent van de gemeten waterstof vervuiling kan zijn, maar stelt dat zo’n restfractie het totaalbeeld niet wezenlijk verandert en dat de belangrijkste H₂S‑pieken uit de meest ongerepte zones van de meteoriet komen.
Naast het debat over verwering blijft er een tweede onzekerheid: hoeveel van dit ‘natte’ materiaal belandde werkelijk in de Aarde? Hoewel enstatiet‑chondrieten chemisch het beste passen bij onze planeet, vormen ze slechts een klein deel van de huidige meteorietverzameling. Het is daarom niet zeker of ze destijds het dominante bouwmateriaal waren. Onderzoeksleider Tom Barrett wil daarom een bredere selectie meteorieten analyseren om de spreiding in waterstofgehalte vast te stellen en zo de balans op te maken tussen ingebouwd en later aangevoerd water. Daarvoor is echter telkens een synchrotron of vergelijkbare megafaciliteit nodig, wat verklaart waarom zulke metingen nu pas mogelijk worden.
Mocht dit nieuwe beeld van de herkomst van het aardse water standhouden, dan heeft dat gevolgen die verder reiken dan onze eigen planeet. Rotsachtige planeten rond andere sterren die in vergelijkbaar hete, zwavelrijke omstandigheden ontstaan, zouden dan eveneens van meet af aan over royale waterreserves hebben kunnen beschikken. Daarmee vergroot het onderzoek het plausibele aantal werelden waar oceanen (en misschien leven) spontaan konden en kunnen ontstaan.
Source: Fok frontpage