En waarschijnlijk was de atmosfeer bijzonder rijk aan koolstofdioxide.

Heel af en toe ploft er een grote meteoriet op aarde neer. Maar veel vaker – lees elke dag – wordt onze planeet bekogeld met micrometeorieten. Onderzoekers hebben hele oude micrometeorieten verzameld en besloten die te bestuderen om meer over de vroege atmosfeer van onze aarde te weten te komen. Want die informatie zou ons weleens kunnen helpen in de zoektocht naar buitenaards leven.

Omstandigheden
Volgens de onderzoekers is het belangrijk om erachter te komen hoe de omstandigheden op de vroege aarde precies waren. En niet alleen om onze kennis over onze eigen planeet en de omstandigheden waarin leven ontstond uit te breiden. Het team benadrukt dat deze informatie namelijk ook zou kunnen helpen in de zoektocht naar leven op andere planeten. “Leven vormde zich (op onze aarde red.) meer dan 3,8 miljard jaar geleden,” zegt onderzoeksleider Owen Lehmer. “Maar hoe dat leven precies ontstond is een grote, open vraag. Een van de belangrijkste aspecten daarbij is hoe de atmosfeer er precies uitzag. Waar was deze uit opgebouwd en hoe was het klimaat?”


Zo zien ijzerrijke micrometeorieten eruit. Afbeelding: Donald Brownlee/University of Washington

De onderzoekers verzamelden de oudste bekende micrometeorieten die een slordige 2,7 miljard jaar geleden op onze aarde afstevenden. Dit ruimtepuin stortte tijdens het geologisch tijdvak Archeïcum op onze planeet neer en werd in 2016 in kalksteen in de Pilbara-regio gelegen in West-Australië ontdekt. Wetenschappers kwamen destijds tot de conclusie dat de kleine korrels blootgesteld waren aan atmosferische zuurstof. Een vrij opvallende bevinding aangezien deze in tegenspraak is met huidige opvattingen over de vroege dagen van onze planeet: onze aarde zou pas later – zeker een half miljard jaar later – zuurstofrijk zijn geworden.

Reconstructie
Om voor eens en altijd duidelijkheid te scheppen, besloot een nieuw onderzoeksteam de oude micrometeorieten wederom aan een inspectie te onderwerpen en hun val op aarde te reconstrueren. Waarschijnlijk schoten de micrometeorieten met een snelheid van twintig kilometer per seconde naar de aarde. Als de vroege atmosfeer net zo dik zo zijn geweest als vandaag de dag, zouden de ijzeren micrometeorieten op ongeveer tachtig kilometer hoogte zijn gesmolten. De gesmolten buitenlaag van ijzer zou in dat geval oxideren bij blootstelling aan de atmosfeer. Enkele seconden later zouden de micrometeorieten weer hard worden en intact blijven, zeker wanneer ze worden beschermd onder verschillende lagen van sedimentair kalksteen (zie ook de video hieronder).


Koolstofdioxide
Nadat de micrometeorieten en hun reis door de atmosfeer nog eens grondig werden geanalyseerd, kwamen de onderzoekers ineens tot een hele andere conclusie. “De hoeveelheid oxidatie in de oude micrometeorieten suggereert dat de vroege atmosfeer rijk was aan kooldioxide,” zegt onderzoeker David Catling. En dat is ook eigenlijk veel logischer. “Deze bevinding komt overeen met hoe de atmosfeer er op de vroege aarde uitzag,” vult Lehmer aan. De resultaten zijn erg belangrijk. Want als we erachter komen hoeveel koolstofdioxide de atmosfeer van de vroege aarde exact herbergde, kan eveneens de luchttemperatuur en de zuurtegraad van de destijdse oceanen worden bepaald.

De hoop is dat er meer miljarden jaren oude micrometeorieten worden gevonden. Want dat zou kunnen helpen om achter de CO2-concentraties tijdens het Archeïcum te komen. Ook micrometeorieten uit andere geologische tijdvakken zouden trouwens kunnen helpen om de geschiedenis van onze aardatmosfeer te schetsen. “IJzerrijke micrometeorieten zijn vermoedelijk door de tijd heen op aarde neergestort en opgeslagen,” zegt Lehmer. We moeten ze nu alleen nog vinden. “Ze kunnen zeer interessante aanwijzingen geven over de geschiedenis van de atmosferische samenstelling.”