Je leest:

Pootjebaden in plaats van verbranden

Pootjebaden in plaats van verbranden

Temperatuur oceaan 3,5 miljard jaar geleden ‘slechts’ 40°C

Auteur: | 23 november 2009

De temperatuur van de oceaan was zo’n 3,5 miljard jaar geleden ongeveer 55-85°C. Ten minste, dat dachten wetenschappers tot nu toe. Nieuw onderzoek veegt dit echter van tafel. Het was slechts 40°C op basis van onderzoek aan zuurstof en waterstof uit Zuid-Afrikaanse vuursteen. Een warmwaterbad in plaats van verbranden dus. Dit betekent dat er meer microben konden leven in de oceaan.

Er is weinig bekend over de vroege aarde, want er is weinig gesteente van bewaard. Toch kan enorm veel informatie gehaald worden uit de gesteentes die wel bewaard zijn. Bijvoorbeeld over de temperatuur van de oceaan zo’n 3,5 miljard jaar geleden. Vuursteen uit Zuid-Afrika vertelt namelijk een heel ander verhaal dan eerder onderzoek. Op basis van zuurstof en waterstof kwamen Michael Hren (Yale Universiteit, VS) en collega’s tot een oceaantemperatuur van ongeveer 40°C. Niet 55-85°C zoals eerder voorgesteld.

De temperaturen in deze warmwaterpoel in Nieuw Zeeland lopen op tot 75°C.
Creative Commons

Thermometer

Vuursteen bestaat uit moleculen die zijn opgebouwd uit één atoom silicium en twee atomen zuurstof. Deze twee vormen zeer kleine kwartskristallen in vuursteen. Zuurstof heeft twee belangrijke vormen die voor deze studie van belang zijn. Zuurstof met 16 neutronen en zuurstof met 18 neutronen in hun kern. De verhouding tussen deze twee wordt uitgedrukt als δ 18O. Zowel vuursteen als water hebben een δ 18O en in deze studie worden deze twee van elkaar afgetrokken. De uiteindelijke waarde is afhankelijk van de temperatuur. Zo kwamen eerdere onderzoeken uit op een temperatuur van oceaanwater van 55-85°C voor een vuursteen van ~3,5 miljard jaar oud. Geen temperatuur om lekker even in pootje te baden.

Of dit ook daadwerkelijk klopt is een punt van discussie. De eerdere onderzoeken namen aan dat het oceaanwater van 3,5 miljard jaar geleden hetzelfde was als dat van nu. En of dat wel klopt is de vraag, want rekenkundige modellen laten zien dat de δ 18O van oceaanwater kan variëren door de tijd heen. Hren en collega’s gebruikten daarom naast δ 18O ook waterstof. Voor dit element is een soortgelijk trucje toegepast als voor zuurstof. Waterstof lijkt te werken volgens eerder onderzoek aan gesteentes uit de Jura en Eoceen periodes. Een combinatie van deze twee methodes levert verrassende resultaten op…

Een voorbeeld van de Zuid-Afrikaanse vuursteen dat werd gebruikt in de studie.
Michael Hren

Kouder

De onderzoekers namen vuursteenmonsters uit een Zuid-Afrikaanse gesteente-eenheid met de naam ‘Onverwacht’. Dit gesteente heeft een mariene oorsprong. Uit hun onderzoek blijkt dat dit gesteente van 3,42 miljard jaar oud gevormd is bij temperaturen van ongeveer 40°C. De oceaan was dus veel koeler dan werd gedacht twee miljard jaar na de vorming van de aarde. In deze temperatuur kunnen mensen wél prima pootjebaden.

Het resultaat van de studie laat zien dat de oceaan anders was dan die van tegenwoordig. Ook de atmosfeer was anders omdat de oceaan en de atmosfeer nauw met elkaar verbonden zijn en waren.

Maar het resultaat van de studie betekent veel meer. De oceaan was namelijk veel beter bewoonbaar voor microben door deze lagere temperaturen. Hoofdonderzoeker Hren vertelt dat er toen ten minste enkele plaatsen op aarde waren waar organismen die niet konden leven onder extreme temperaturen wél konden leven. Bovendien betekenen koelere wateren meer leven, omdat er meer microben kunnen leven in koeler water. Zelfs al leek de planeet toen nog zo levenloos…

Referentie:

Hren et al., 2009. Oxygen and hydrogen isotope evidence for a temperate climate 3.42 billion years ago. Nature 462: 205-208.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 23 november 2009
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.