En dus is het best bijzonder dat er niet op Venus, maar wel op onze planeet leven ontstond.

Vier en een half miljard jaar geleden zou de aarde moeilijk te herkennen zijn geweest. In plaats van bossen, bergen en oceanen, was het oppervlak van onze planeet volledig bedekt met gloeiend heet magma. Tot zover de wetenschappelijke consensus. Want wat minder duidelijk is, is hoe de atmosfeer van onze planeet er destijds uitzag. En in dat hardnekkige onderwerp heeft een nieuwe onderzoeksteam zich vastgebeten.

Oeratmosfeer van de aarde
In een nieuwe studie hebben wetenschappers gepoogd enkele van de mysteries over de oeratmosfeer van de aarde op te lossen. “4,5 miljard jaar geleden wisselden het magma en de bovenliggende atmosfeer voortdurend gassen uit,” legt onderzoeksleider Paolo Sossi uit. “De lucht en het magma beïnvloedden elkaar. Je kunt dus door de één van de ander leren.”


Eigen magma
Om meer te weten te komen over de oeratmosfeer van de aarde, besloten de onderzoekers het magma in het laboratorium na te bootsen. Hoe? Door een poeder te mengen dat overeenkomt met de samenstelling van de gesmolten aardmantel en dit vervolgens te verhitten. Hoewel dit eenvoudig klinkt, vereist het de nieuwste technologische ontwikkelingen. “Door de samenstelling van ons mantelachtige poeder was het mengsel nog niet zo gemakkelijk te smelten,” merkt Sossi op. “We hadden zeer hoge temperaturen nodig van maar liefst 2000 graden Celsius.” De onderzoekers gebruikten hiervoor een speciale oven die met een laser werd verwarmd. Vervolgens lieten de onderzoekers er gasmengsels langs stromen, die zich gedroegen als een heuse mini-atmosfeer. Deze gasmengsels waren plausibele kandidaten voor de oeratmosfeer die net als 4,5 miljard jaar geleden invloed uitoefenden op het magma.

Deze close-up van het experiment toont het hete magma-monster, dat omgeven is door gas. Afbeelding: P. Sossi / ETH Zurich

De onderzoekers ontdekten dat verschillende gasmengsels een andere invloed op het magma hadden. “We zochten voornamelijk naar in hoeverre het ijzer in het magma oxideerde,” legt Sossi uit. In simpelere termen; hoe roestig het ijzer in het magma werd. Wanneer ijzer reageert met zuurstof in de aanwezigheid van water, ontstaat er roest. Dit proces wordt ook wel oxidatie genoemd. En dat verschafte de onderzoekers belangrijke informatie.

Peridotieten
De onderzoekers vergeleken hun monsters vervolgens met een natuurlijk voorkomende rots: de zogenaamde peridotieten. Dit gesteente vormt tegenwoordig de aardmantel en herbergt nog steeds sporen van de oeratmosfeer van de aarde. Door de natuurlijke peridotieten en die uit het laboratorium met elkaar te vergelijken, kregen de wetenschappers een idee welke van hun gasmengsels het meest op die van de oorspronkelijke atmosfeer van de aarde leken.


Ontdekking
De onderzoekers komen tot een interessante ontdekking. “We kwamen erachter dat de jonge aarde, nadat deze was afgekoeld, een atmosfeer herbergde die licht oxideerde,” vertelt Sossi. “Deze atmosfeer bestond voornamelijk uit kooldioxide, evenals wat stikstof en water.” De oppervlaktedruk lag een stuk hoger; bijna honderd keer zo hoog als nu. Ook bevond de atmosfeer zich door het hete oppervlak een stuk hoger. En misschien komen deze kenmerken je nu wel bekend voor. Want het betekent dat de atmosfeer van de jonge aarde verrassend veel op die van het hedendaagse Venus leek.

Vergelijkbare atmosferen
Het is een interessante bevinding. Want uit het onderzoek blijkt dus dat de aarde en Venus ooit soortgelijke atmosferen herbergden. En dat terwijl Venus vandaag de dag allesbehalve een gastvrije planeet is, terwijl op aarde wel volop leven te vinden is. De atmosfeer van de aarde is dus in de loop van de tijd drastisch veranderd. Waarom Venus haar helse hete en giftige atmosfeer behield en de aarde niet? Het antwoord is dat Venus te dicht bij de zon in de buurt staat. Door de hoge temperaturen verloor Venus al het water. De aarde behield echter het water, voornamelijk in de vorm van oceanen. Deze namen vervolgens veel CO2 uit de lucht op, waardoor de CO2-concentraties aanzienlijk werden verlaagd.

Op deze manier werden de omstandigheden op aarde uiteindelijk gunstig voor het ontstaan van leven. Iets wat op Venus uitbleef. Toch zou het goed kunnen dat de omstandigheden op Venus niet altijd zo bar en boos zijn geweest. Sterker nog, sommige onderzoekers beweren dat onze naaste buur in een ver verleden een stabiel klimaat kende en leefbaar was. Het zou bovendien goed kunnen dat Venus vandaag de dag nog steeds leefbaar zou zijn geweest, ware het niet dat planeet Jupiter daar een stokje voor heeft gestoken…