Het ontstaan van leven op aarde is misschien te danken geweest aan blikseminslagen. Een van de essentiële ingrediënten voor leven blijkt namelijk aanwezig in een gesteente dat ontstaat bij een blikseminslag. Voorheen werd gedacht dat dit ingrediënt vooral via meteorieten de aarde bereikte.
Het ontstaan van leven op aarde was een gelukkige samenloop van omstandigheden, met de juiste elementen op de juiste plaats en tijd. Een van de cruciale ingrediënten voor het ontstaan van leven is fosfor. Het is een belangrijk bestanddeel van onder andere DNA.
Fosfor was op de vroege aarde in groten getale aanwezig, maar het zat gevangen in niet-reactieve mineralen. Die mineralen waren niet oplosbaar in water en konden zo ook geen reacties aangaan om organische biomoleculen te vormen.
Wat gebeurt er als de permafrost ontdooit?
Door de opwarming van de aarde dooit de permafrost in rap tempo. Aardwetenschapper Niek Jesse Speetjens deed onderzoek naar de gevolgen.
Fulguriet
De fosfor die wel beschikbaar was als levensbouwsteen zat voornamelijk in schreibersite, een zeldzaam mineraal dat voorkomt in sommige meteorieten. Meteorietinslagen werden lange tijd dan ook gezien als een belangrijke bron van fosfor. Maar precies toen het leven begon te ontstaan, zo’n 3,5 miljard jaar geleden, waren er beduidend minder meteorietinslagen dan in de periodes eromheen. Fosfor moet dus waarschijnlijk ook via een andere bron beschikbaar zijn gekomen.
Het mineraal schreibersite zit ook in fulguriet, een glasachtig gesteente dat ontstaat bij blikseminslagen. Blikseminslagen kunnen dus een alternatieve bron van reactief fosfor zijn.
Wetenschappers uit Amerika en het Verenigd Koninkrijk onderzochten zo’n stukje fulguriet dat in 2016 ontstond na een blikseminslag en ontdekten schreibersite in het glas. Kon deze fosforbron hebben bijgedragen aan het ontstaan van leven?
Plausibele bron
De geologen berekenden hoeveel fosfor de blikseminslagen konden produceren op de vroege aarde. Hun berekeningen laten zien dat er per kilometer landmassa een paar honderd blikseminslagen waren en dat er daardoor miljarden stukjes fulguriet vormden in de eerste miljard jaar van de aarde. In totaal leidden al die blikseminslagen jaarlijks tot tussen de tien en tienduizend kilo fosfor.
Deze berekeningen wijzen erop dat blikseminslagen voor net zo veel reactief fosfor zorgden als meteorieten. Daarmee tonen de onderzoekers aan dat blikseminslag een plausibele en bovendien behoorlijk stabiele fosforbron was. De mogelijke rol van blikseminslagen bij het ontstaan van leven is geen nieuwe hypothese. Verschillende wetenschappers zijn er al jaren mee bezig, maar nu is het voor het eerst specifiek in verband gebracht met fosfor.
Terug in de tijd
De onderzoekers deden voor hun berekeningen wel verschillende aannames, onder andere over de samenstelling van het gesteente en het aantal blikseminslagen. Deze aannames lijken plausibel, maar zijn moeilijk te testen, zegt Paul Mason. Hij is hoogleraar petrologie aan de Universiteit Utrecht, en was niet betrokken bij het onderzoek. ‘Er is niets bewaard gebleven dat deze conclusie kan bewijzen. En we kunnen niet terug in de tijd gaan’, zegt hij.
Ook namen de onderzoekers aan dat er bij het ontstaan van leven al landmassa’s waren. Naast blikseminslagen zijn die namelijk nodig voor het ontstaan van fulguriet. Het is niet bekend wanneer landmassa’s precies zijn ontstaan, maar ze waren er wel al heel vroeg in de geschiedenis van de aarde. Het waren destijds vooral kleine vulkanische eilandjes in de oceaan. Die vroege landmassa’s zouden wel eens de plek kunnen zijn waar het leven ontstond, zegt Mason. ‘Op die eilandjes was er genoeg variabiliteit in omstandigheden door temperatuurverschillen en interacties met het water. Leven heeft dat contrast nodig om te bestaan.’
