Koolstof, een essentieel element voor het leven, is te vinden op het hele aardoppervlak. Maar hoe hij hier kwam is nog steeds een raadsel.
Toen 4,4 miljard jaar geleden een object met de grootte van Mercurius op een jonge aarde neerstortte, was het waarschijnlijk deze kosmische botsing die onze planeet openstelde voor koolstof. Dit wordt bewezen door een nieuwe studie.
Deze veronderstelling kan de paradox verklaren die wetenschappers al zo lang kwellen: hoe onze planeet nog koolstof aan de oppervlakte bevat, als het al lang geleden had moeten verdwijnen. Sommige theorieën suggereren dat de vroege koolstof aan de oppervlakte in een kokende staat had moeten zijn of vastzat in de kern van de planeet.
"De taak is om de oorsprong van vluchtige elementen zoals koolstof te verklaren, die buiten de kern blijven (in de mantel van de planeet)", zei co-auteur en hoofdauteur Rajip Dasgupta en onderzoeker aan het Institute of Geochemistry van de Chinese Academy of Sciences in Guangzhou, Yuan Li zei .
Sommige wetenschappers hebben eerder gesuggereerd dat koolstof afkomstig zou kunnen zijn van meteorieten, die soms op de aarde botsen. Maar verder onderzoek bracht problemen aan het licht in deze theorie.
"Het probleem is dat in die periode waarin er een overvloed aan deze elementen op de planeet was, we geen bekende meteorieten identificeerden die de noodzakelijke hoeveelheid vluchtige elementen in het silicaatgedeelte van de aarde konden produceren," zei Lee. De sleutel tot de oplossing was de modellering van de nieuwe samenstelling van de kern van de aarde, gebaseerd op bijgewerkte studies van Mercurius en Mars gemaakt in de afgelopen decennia. Op basis van de gegevens is de mening gerezen dat onze kern complexer kan zijn dan alleen de accumulatie van ijzer, nikkel en koolstof.
Er wordt aangenomen dat de kern van Mars veel zwavel bevat, en in Mercurius - silicium. Het onderzoeksteam voert verschillende experimenten met de elementen uit. Om dit te doen, neem je stenen en pers ze in hydraulische persen, waardoor een imitatie van hoge druk en temperatuur ontstaat, lager dan aan de oppervlakte van de aarde.
Hun resultaten tonen aan dat koolstof weg kan blijven van de kern en tegelijkertijd in de mantel van de aarde kan blijven, als in de kern ijzer gecombineerd wordt met silicium of zwavel. Hoe is carbon dan ontstaan? Het zou de grote botsing kunnen zijn die miljarden jaren geleden plaatsvond.
"Er is een scenario dat de koolstof / zwavelverhouding en de hoeveelheid koolstof verklaart. Volgens hem is een embryonale planeet zoals Mercurius, waarin de kern verrijkt met silicium al is gevormd, in botsing gekomen en wordt opgenomen door de aarde, "zei Dasgupta. "Vanwege de massaliteit van het lichaam, zou de dynamiek zo kunnen werken dat de kern van een vreemde planeet vermengd met onze kern, en de koolstofrijke mantels samengaan met de mantels van de aarde."
