Het water op aarde is ouder dan de zon

Astronomen hebben ontdekt dat het water op aarde – en het zonnestelsel – ouder is dan de zon.

Dat is niet alleen ontzettend gek als je er over nadenkt maar het suggereert ook nog eens dat er een overvloed aan water is binnen andere planetaire stelsels.

We weten al een tijdje dat het water op Aarde erg oud is, maar deze laatste bevinding doet ook vermoeden dat het bijna onmetelijk oud is. De bevinding voedt daarnaast ook de speculatie rondom het feit dat de processen en materialen die tot het leven op aarde hebben geleid een gemeenschappelijk paradigma in het universum kan zijn.

De onderzoekers kwamen tot deze resultaten door een gedetailleerde computersimulatie van het vroege zonnestelsel te maken:

"Ook al kunnen we niet helemaal terug in de tijd om te zien hoe de Zon en het zonnestelsel werden gevormd," vertelt Ilsedore Cleeves, een onderzoeker aan de universiteit van Michigan die de ontdekking heeft gedaan. "Het mooie aan de uitgestrektheid van het heelal is dat we veel jonge sterren die op de zon lijken kunnen zien die zich nu aan het vormen zijn of zich recent hebben gevormd."

"Door deze astrofysische objecten met sterke telescopen en numerieke technieken te bestuderen kunnen wij informatie verzamelen die gebruikt kan worden om de protoplanetaire schijf tot in detail te modeleren," zegt ze.

De specifieke variabele die Cleeves en haar collega's – die het paper over hun vondst hebben gepubliceerd in het journal Science – aanwezen was interstellair ijs van 'zwaar water' in de protoplanetaire schijf. Zwaar water bevat deuterium – een waterstofisotoop – in plaats van een normaal waterstofatoom. Het vormt zich net boven het absolute nulpunt en was wijdverspreid tijdens de geboorte van het zonnestelsel, afgaande op de monsters die afkomstige zijn uit die periode.

"De oceanen, meteorieten en kometen op aarde tonen alle een hoge mate van zwaar water (HDO) ten opzichte van 'licht' water wanneer dit vergeleken wordt met het aantal deuterium ten opzichte van waterstofatomen in het universum," legt Cleeves uit. "Door alle huidige kennis over energetische processen in de schijf te combineren, kon ik simuleren hoeveel zwaar water er wordt gevormd onderin de protoplanetaire schijf."

De vraag was of de hoge mate aan deuterium die gevonden werden in de monsters "geërfd" was van de reeds bestaande omgeving en interstellair gas of dat het tot stand was gekomen door de chemische reacties in de aangroeiende protoplanetaire schijven.

"Het korte antwoord is dat de schijven het zware water niet in overvloed hebben kunnen produceren en het is daarom niet de oorspronkelijke bron van ons water," zeg Cleeves. "Dit werk houdt in dat een groot deel van ijswater in het zonnestelsel werd overgenomen van de oorspronkelijke zeer donkere en koude interstellaire gas geboorte-omgeving van de Zon."

In andere woorden: het meeste water dat op aarde stroomt is ouder dan planeet zelf en dus ook ouder dan de zon. Het is een bizarre en verbijsterende gedachte, vooral wanneer je dit ook nog eens uitbreidt naar andere sterren en exo-planeten.

Water is misschien uitgezet in zonnestelsels in het universum en zo zou dit ook voor andere essentiële organische verbindingen kunnen gelden. En dat is dan ook waar Cleeves volgende onderzoek over zal gaan.

"We willen doorgaan op dit werk door te kijken naar wat er nog meer kan zijn meegeleverd met het ijswater," zegt ze. "Interstellair ijs is een extreem chemisch rijk mengsel van veel verschillende dingen, met een overvloed aan koolstofhoudend ijs, inclusief simpele organismen – het is interessant om te zien wat nog meer het zonnestelsel is ingebracht."

Coauteur en cosmo-chemicus Conel Alexander benadrukte ook de astrobiologische potentie van deze ontdekking.

"Primitieve meteorieten en tenminste één komeet bevatten organische materie die deuteriumrijk is," vertelde hij aan mij. "Net zoals met water is er voortdurende discussie over het feit of organische materie is gevormd binnen een pre-solaire moleculaire wolk of in het zonnestelsel zelf. Het is de bedoeling dat we in het volgende paper hier verder op in gaan."

Laten we hopen dat het volgende paper nog meer toevoegt aan de theorie dat er een overvloed aan leefbare condities in het universum zijn. En hiermee de gedachte stimuleert dat er buitenaardse biodiversiteit is op ontelbare werelden.