Zuurstofopslag in aardmantel voorwaarde voor leven

De Aardse atmosfeer kan alleen in zijn huidige vorm bestaan dankzij mineralen in de mantel die werken als zuurstofreservoir. Dat stellen onderzoekers van de universiteit van Bonn in Nature.

Uit hun onderzoek denken ze te kunnen afleiden dat een te kleine planeet nooit een stabiele, vochtige atmosfeer kan ontwikkelen waar leven in kan gedijen.

De Duitse onmderzoekers hebben de omstandigheden diep in de aardmantel voor het eerst nauwkeurig in het lab nagebootst. Het Nature-artikel gaat vooral over evenwichten tussen Fe²⁺, Fe³⁺ en metallisch ijzer, en de mineralen die zich achtereenvolgens vormen naarmate de druk verder oploopt.

Maar in een persbericht legt co-auteur prof. Christian Ballhaus uit waar het uiteindelijk op neerkomt. De zuurstof in het Aardse water komt volgns hem grotendeels uit het ijzeroxide in de mantel. Die mantel is voortdurend in beweging, gedreven door de hitte van de vloeibare kern. Op meer dan 250 kilometer diepte, bij hoge temperatuur en druk, wordt het ijzeroxide opgenomen in het mineraal majoriet (Mg₃(Fe,Al,Si)₂(SiO₄)₃) . Die stof is het eigenlijke zuurstofreservoir.

Als majoriet door convectie weer dichter naar de oppervlakte migreert, valt het uit elkaar en laat de zuurstof weer los. Op dat moment kan die zuurstof reageren met waterstof, die door andere processen naar boven komt. Zo ontstaat het water dat de planeet vochtig houdt.

Een planeet als Mars is voor dit mechanisme te ver afgekoeld. Vandaar dat de watervoorraad aan het oppervlak al heel lang niet meer wordt aangevuld, en de planeet bijna helemaal is uitgedroogd.

Een nog kleinere planeet kan in zijn inwendige niet eens voldoende druk opbouwen om majoriet te laten ontstaan, zodat de watervorming helemaal niet op gang komt.

bron: Universität Bonn