De aarde was in zijn jonge jaren waarschijnlijk bedekt met een magma-oceaan. Gassen die uit die bruisende zee opstegen, gaven hem mogelijk een atmosfeer die bijna identiek is aan de giftige dampkring van Venus.
Wetenschappers vermoeden dat die magma-oceaan is ontstaan door een botsing met een object ter grootte van Mars, waardoor een groot deel van de jonge planeet is gesmolten en de maan is ontstaan. Terwijl de magma-oceaan afkoelde, zouden sommige verbindingen uit het gesmolten mengsel zijn verdampt en een atmosfeer hebben gevormd.
Miniatuuraarde
Om erachter te komen hoe deze atmosfeer eruit zou hebben gezien, gebruikten geochemist Paolo Sossi van het Federaal Instituut voor Technologie in Zwitserland en zijn collega’s een techniek genaamd aërodynamische levitatie. Hiermee lieten ze een kleine steenkorrel boven op een gasstraal zweven. Ze bestraalden het steentje met laser van ongeveer 1900 graden Celsius om het te laten smelten.
‘Alle oplossingen voor het klimaatprobleem zijn te vinden in de chemie’
Chemicus Joost Reek knutselt aan moleculen om oplossingen te vinden voor ’s werelds meest complexe problemen.
‘Dit kleine beetje hete gesmolten marmer dat zweeft, is een soort miniatuuraarde’, zegt Sossi. Het gas dat rond het marmer stroomt, gedraagt zich als een miniatuuratmosfeer.
De onderzoekers herhaalden het experiment, waarbij ze de samenstelling van de gasstraal steeds veranderden. Zo probeerden ze de waarschijnlijke samenstelling van de atmosfeer van de jonge aarde te achterhalen. De zuurstofniveaus in het gesmolten monster veranderden afhankelijk van de samenstelling van het gas. Ze vergeleken de gesmolten knikkers met steenmonsters uit de aardmantel. Vervolgens bepaalden ze welke atmosfeer het beste overeenkwam met de geologische gegevens.
Vol koolstofdioxide
De onderzoekers ontdekten dat dit een dichte atmosfeer was vol koolstofdioxide met relatief weinig stikstof, vergelijkbaar met de huidige atmosfeer van Venus. De atmosfeer van Mars heeft bijna dezelfde samenstelling, maar die is veel dunner.
Het feit dat de aarde groter is dan Mars – wat betekent dat hij genoeg zwaartekracht heeft om zijn atmosfeer vast te houden – en koeler dan Venus, heeft ervoor gezorgd dat vloeibaar water op het oppervlak bleef. Hierdoor werd koolstofdioxide uit de atmosfeer gehaald. Zo kreeg de aarde niet hetzelfde op hol geslagen broeikaseffect en helse landschap als Venus.
