Hoe zag de aarde er 3,2 miljard jaar geleden uit? Nieuw bewijs suggereert dat de planeet bedekt was door een enorme oceaan en helemaal geen continenten had.
Later verschenen continenten, toen platentektoniek enorme, rotsachtige landmassa's omhoog stuwde om de zeeoppervlakken te doorbreken, rapporteerden wetenschappers onlangs.
Ze vonden aanwijzingen over deze oude waterwereld, bewaard in een stuk oude zeebodem, nu gelegen in de outback van het noordwesten van Australië.
Ongeveer 4,5 miljard jaar geleden vormden botsingen met hoge snelheid tussen stof en ruimterotsen het begin van onze planeet: een borrelende, gesmolten bol van magma die duizenden kilometers diep was. Aarde koelde af terwijl het ronddraaide; uiteindelijk, na 1000 tot 1 miljoen jaar, vormde het koelmagma de eerste minerale kristallen in de aardkorst.
Ondertussen kan het eerste water van de aarde hierheen zijn vervoerd door ijsrijke kometen van buiten ons zonnestelsel, of het kan zijn aangekomen in stof van de wolk van deeltjes die de zon en zijn planeten in een baan rond de aarde hebben gevormd rond de tijd van de vorming van de aarde.
Toen de aarde een hete magma-oceaan was, ontsnapten waterdamp en gassen in de atmosfeer. "Het regende toen uit de atmosfeer toen de omstandigheden koel genoeg werden", zegt hoofdonderzoeksauteur Benjamin Johnson, een assistent-professor aan de afdeling Geologische en Atmosferische Wetenschappen van de Iowa State University.
"We kunnen niet echt zeggen wat de bron van het water is van ons werk, maar we suggereren wel dat het, ongeacht de bron, aanwezig was toen de magma-oceaan er nog was", vertelde Johnson aan WordsSideKick.com in een e-mail.
In de nieuwe studie wendden Johnson en co-auteur Boswell Wing, een universitair hoofddocent geologische wetenschappen aan de University of Colorado Boulder, zich tot het unieke landschap van Panorama in de Australische outback. Het rotsachtige landschap bewaart een hydrothermisch systeem dat 3,2 miljard jaar geleden dateert, 'en registreert de hele oceaankorst van het oppervlak tot aan de warmtemotor die de circulatie stimuleerde', zei Johnson.
In die steile zeebodem waren verschillende versies of isotopen van zuurstof bewaard gebleven; in de loop van de tijd kan de relatie tussen deze isotopen wetenschappers helpen bij het decoderen van verschuivingen in oude oceaantemperatuur en wereldklimaat.
De wetenschappers ontdekten echter iets onverwachts door hun analyse van meer dan 100 sedimentmonsters. Ze ontdekten dat oceanen 3,2 miljard jaar geleden meer zuurstof-18 bevatten dan zuurstof-16 (de laatste komt vaker voor in de moderne oceaan). Hun computermodellen lieten zien dat continentale landmassa's op wereldschaal zuurstof-18 uit de oceanen lekken. Zonder continenten zouden de oceanen meer zuurstof-18 vervoeren. En de verhouding tussen deze twee zuurstofisotopen liet doorschemeren dat er in die tijd helemaal geen continenten waren, zo bleek uit de studie.
'Deze waarde is anders dan de moderne oceaan op een manier die het gemakkelijkst kan worden verklaard door een gebrek aan opkomende continentale korst', zei Johnson in de e-mail.
Andere onderzoekers hebben eerder het idee voorgesteld dat de aarde ooit door de oceaan bedekt was, zei Johnson. Er is echter minder overeenstemming over hoeveel van die korst boven zeeniveau zichtbaar was. Deze nieuwe ontdekking "levert feitelijke geochemische beperkingen op voor de aanwezigheid van land boven zeeniveau", legde hij uit.
Het vooruitzicht van een oude waterwereld Aarde biedt ook een nieuw perspectief op een andere intrigerende vraag: waar de eerste levensvormen van de planeet verschenen en hoe ze zich ontwikkelden, schreven de onderzoekers in de studie.
'Er zijn twee grote kampen voor het ontstaan van leven: hydrothermale ventilatieopeningen en vijvers op het land', zei Johnson. "Als ons werk nauwkeurig is, betekent dit dat het aantal omgevingen op het land waar het leven kan ontstaan en evolueren, tot ergens na 3,2 miljard jaar geleden erg klein of afwezig was."
De bevindingen zijn vandaag (2 maart) online gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience.
Noot van de redactie: de kop van dit artikel is op 3 maart bijgewerkt om de leeftijd van een continentvrije aarde te corrigeren; terwijl het bewijs in deze studie dateert van meer dan 3 miljard jaar geleden, was de aarde in die tijd slechts 1,5 miljard jaar oud, niet 3 miljard jaar oud.
