Nieuw bewijs daagt theorieën over de oorsprong van water op aarde, studie suggereert

Meld u aan voor CNN’s Wonder Theory Science -nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
–

Onderzoekers zeggen dat ze het bewijs hebben ontdekt dat vroege aarde meer waterstof was dan eerder gedacht, in twijfel getroffen, wijdverbreide overtuigingen over de oorsprong van water en de evolutie van onze planeet.

Wetenschappers van de Universiteit van Oxford analyseerden een zeldzaam type meteoriet dat bekend staat als een enstatietchondriet. De Space Rock dateert tot ongeveer 4,6 miljard jaar geleden en wordt verondersteld vergelijkbaar te zijn in samenstelling tot vroege aarde, volgens een studie die woensdag in het tijdschrift is gepubliceerd Icarus.

De onderzoekers ontdekten dat de meerderheid van de waterstof in het meteoriet intrinsiek was in plaats van aanwezig te zijn als gevolg van verontreiniging, wat suggereert dat vroege aarde de thuisbasis zou zijn geweest van voldoende waterstof om de vorming van watermoleculen te hebben toegestaan.

Deze bevinding stelt de wijdverbreide overtuiging in twijfel dat waterstof op aarde arriveerde in asteroïden die bombardeerde wat voorheen een droge, rotsachtige planeet was die niet in staat was om het leven te ondersteunen.

“We gingen ervan uit dat de aarde vandaag water heeft vanwege een behoorlijk gelukkig scenario waar het door deze asteroïden was getroffen,” vertelde hoofdstudie -auteur Tom Barrett, een doctoraatsstudent van het Department of Earth Sciences aan de Universiteit van Oxford, aan CNN op woensdag.

“Maar wat we in deze studie hebben aangetoond, is dat eigenlijk het materiaal dat in eerste instantie de aarde vormde, eigenlijk veel waterstof en zuurstof bevat,” voegde hij eraan toe. “De ontdekking van waterstof in dit meteoriet betekent dat de aarde mogelijk gehydrateerd of nat had kunnen zijn uit de initiële vorming ervan.”

Wat betreft de reden waarom de in het onderzoek dat eerder in de studie was geïdentificeerd, niet waren gedetecteerd, Barrett legde uit dat het chemische element moeilijk te meten is, met name bij zulke lage concentraties. De detectie was alleen mogelijk dankzij een techniek die bekend staat als röntgenabsorptie nabij randstructuur, of XANES, spectroscopie, zei hij.

“Om dat te doen, heb je een deeltjesversneller nodig,” zei hij. “Dit is als een enorme, echt dure faciliteit, die we heel gelukkig hebben gehad om aan deze studie te hebben gewend. Maar het is niet bepaald het soort experiment dat je in de garage kunt doen.”

De studie verhoogt mogelijk ons ​​begrip van vroege aarde, maar de ontdekking van waterstof in de meteoriet betekent niet dat het leven noodzakelijkerwijs eerder zou zijn geëvolueerd, zei Barrett. Dit komt omdat de bewoonbaarheid van een planeet meer afhankelijk kan zijn van de manier waarop deze zich ontwikkelt dan het materiaal waaruit het wordt gevormd, zei hij.

Een team van wetenschappers van het Franse nationale centrum voor wetenschappelijk onderzoek had Eerder geanalyseerd De meteoriet, bekend als LAR 12252, die was verzameld in Antarctica. Uit het onderzoek van augustus 2020 bleek dat de chondrulen van de Space Rock of minuscule bolvormige objecten, en organisch materiaal erin bevatte sporen van waterstof had. Het onderzoek was echter slechts een deel van de waterstof binnen het meteoriet goed.

De onderzoekers achter de nieuwe studie geloofden dat meer waterstof aan zwavel binnen het meteoriet kon worden gehecht. Het team detecteerde onverwacht waterstofsulfide in de fijne matrix die onmiddellijk omringen van de chondrulen – gemiddeld bijna 10 keer meer waterstofsulfide dan gevonden in de sferische objecten, volgens de studie.

“We waren ongelooflijk opgewonden toen de analyse ons vertelde dat het monster waterstofsulfide bevatte – alleen niet waar we hadden verwacht!” Zei Barrett in een verklaring. “Omdat de kans dat dit waterstofsulfide afkomstig is van terrestrische besmetting zeer laag is, biedt dit onderzoek essentieel bewijs om de theorie te ondersteunen dat water op aarde inheems is – dat het een natuurlijke uitkomst is van waar onze planeet van is gemaakt.”

De rol van asteroïde en komeeteffecten

Vervolgens is Barrett van plan om meer meteorieten te analyseren in een poging om precies vast te stellen hoeveel waterstof op aarde zou zijn aanwezig en hoeveel er uit externe bronnen is afgeleverd.

Uitraden hoe de aarde er uitkwam zoals het vandaag doet, is een fundamentele vraag voor planetaire wetenschappers, zei studie co -auteur James Bryson, universitair hoofddocent aan het Department of Earth Sciences aan de Universiteit van Oxford.

“We denken nu dat het materiaal dat onze planeet heeft gebouwd – die we kunnen bestuderen met behulp van deze zeldzame meteorieten – veel rijker was van waterstof dan we eerder dachten,” zei hij.

“Deze bevinding ondersteunt het idee dat de vorming van water op aarde een natuurlijk proces was, in plaats van een toeval van gehydrateerde asteroïden die onze planeet bombarderen nadat deze was gevormd.”

Matt Genge, een planetaire wetenschapper aan het Imperial College London, die niet bij de studie betrokken was, vertelde CNN dat hoewel de studie een ‘interessant resultaat’ is, het bewijs niet voldoende is om de langdurige theorie van de oorsprong van water te vernietigen.

De meteoriet in kwestie was in Antarctica waarschijnlijk al honderdduizenden jaren, zei hij, en het is onmogelijk om de kans dat de waterstof in die tijd heeft gevormd volledig uit te sluiten.

“Alleen het feit dat er een mogelijkheid is, maakt het argument minder sterk,” zei Genge.

Bryson erkende dat de meteoriet inderdaad vele jaren op aarde was voordat het werd verzameld, maar staat volgens de onderzoeksresultaten.

“We geloven dat we er alles aan hebben gedaan om ons te doen in onze analyseworkflow om de impact van terrestrisch water op onze resultaten te verminderen, en we denken wel dat een deel van de totale hoeveelheid h (waterstof) in de meteoriet te wijten is aan het water van de aarde (misschien ongeveer 15%),” zei Bryson via e -mail in reactie op de verklaring van Genge.

“We denken ook dat sommige H (waterstof) nog steeds is afgeleverd door asteroïden en kometen, maar we denken nu dat dit een klein deel van de totale H (waterstof) op onze planeet is. Dus Matt’s beoordeling van deze meteoriet is gerechtvaardigd, maar we streefden ernaar om zijn bezorgdheid te minimaliseren.”