ontstaan aarde

De kleine putjes zijn de overblijfselen van vallende regendruppels in versteende vulkaanas.

UPDATE: Fossiele regendruppels van 2,7 miljard jaar oud

Ongelofelijk maar waar. De Canadese geoloog David Catling heeft fossiele inslagkraters van regendruppels ontdekt van bijna drie miljard jaar oud. Hoe kunnen deze fragiele structuren miljarden jaren van tectonische bewegingen overleefd hebben?

Het was diep in het archeïcum. De hoogste levensvormen op aarde waren bacteriën. Een vulkaan barstte uit en overdekte de omgeving met een dikke laag as. Toen begon het even licht te regenen. Door een perfecte samenloop van omstandigheden fossiliseerde de vulkanische as met daarin de inslagkraters van regendruppels. De onderzoekers namen een latex-afdruk van de gefossiliseerde vulkaanas en bepaalden exact hoe groot de regendruppels moeten zijn geweest.

De kleine putjes zijn de overblijfselen van vallende regendruppels in versteende vulkaanas.
De kleine putjes zijn de overblijfselen van vallende regendruppels in versteende vulkaanas.

Uit de grootte van de inslagdruppels is te berekenen hoe dik de atmosfeer was 2,7 miljard jaar geleden. Deze informatie is voor evolutiebiologen en geologen van cruciaal belang om hun modellen van de vroege evolutie van leven en van de aarde te testen en te verfijnen. Hoe dikker de atmosfeer, hoe beter de atmosfeer de aarde isoleerde en dus hoe hoger de temperatuur en hoe minder gevaarlijke straling.

Catling is nog uiterst zwijgzaam over de exacte resultaten van zijn onderzoek, omdat zij artikel nog in het beruchte peer review proces zit.

Ondertussen blijft het een verbijsterende gedachte, dat een lichte indruk in de as duurzamer bleek dan de meeste dingen die we kennen.

UPDATE: ondertussen is uit analyses bekend dat de regendruppels met ongeveer dezelfde snelheid vielen als tegenwoordig. De conclusie hiermee is dat de aarde 2,7 miljard jaar geleden een ongveer even dichte atmosfeer had als nu. Ook blijkt het CO2 gehalte niet extreem hoog geweest te zijn.
Hiermee blijft de “faint sun paradox”, de vraag waarom de vroege zon (die veel zwakker was dan de zon nu) de aarde toch warm en leefbaar kon houden, overeind. Immers: aannemen dat de atmosfeer in die tijd veel dikker was dan nu (en dus een sterker broeikaseffect kende), kan niet meer[2].

Bron:
New Scientist
Aanvulling: Sanjoy M. Som et al., Air density 2.7 billion years ago limited to less than twice modern levels by fossil raindrop imprints, Nature, 2012

Om de zonachtige ster KOI-730 draaien twee planeten in dezelfde omloopbaan. Hoe lang blijft dat goed gaan?

Twee planeten delen dezelfde baan

De planeetzoekende satelliet Kepler heeft een object ontdekt dat in theorie wel zou kunnen bestaan maar voor praktisch onmogelijk werd gehouden: twee planeten in dezelfde omloopbaan. Astronomen denken dat miljarden jaren geleden een vergelijkbare planeet op de aarde is gestort.

De bestaande theorie voor planeetvorming zegt dat een planeet zijn hele omloopbaan schoonveegt. Daarom is het zonnestelsel tot voorbij de baan van Neptunus bijna helemaal vrij van puin en stof. Alleen de planetoïdengordel blijft in stand, naar vermoedt wordt omdat de reuzenplaneet Jupiter voorkomt dat het puin zich samenvoegt.

Om de zonachtige ster KOI-730 draaien twee planeten in dezelfde omloopbaan. Hoe lang blijft dat goed gaan?
Om de zonachtige ster KOI-730 draaien twee planeten in dezelfde omloopbaan. Hoe lang blijft dat goed gaan?

Echter: elke planeet heeft enkele zogeheten Lagrangepunten: punten waarop de zwaartekracht van de ster en de planeet elkaar in evenwicht houden. Alleen L4 en L5, de twee punten die op de onloopbaan  van de planeet liggen, zijn echter stabiel: objecten blijven hier van nature hangen. In de Lagrangepunten van de aarde zweeft ruimtestof; Jupiter heeft asteroïden, de Trojanen, op beide Lagrangepunten.

Precies op die punten van het zonnestelsel KOI-730 heeft Kepler nu een tweelingplaneet ontdekt. Kepler vindt planeten door te letten op periodieke veranderingen van de helderheid van een ster. Als een planeet voor zijn ster langs trekt, verduistert hij de ster een beetje. Objecten in dezelfde omloopbaan bewegen altijd even snel. Astronomen vonden een patroon waarin op eenzesde van de periodetijd de ster nog een keer wat zwakker werd. Dit moesten daarom planeten in elkaars Lagrangepunten zijn. Het jaar duurt 9,8 dagen voor beide planeten.

Vanaf één planeet ziet de andere planeet er uit als een licht dat ten opzichte van de zon altijd op precies dezelfde plaats blijft staan. Volgens twee astronomen, Richard Gott en Edward Belbruno van Princeton is de maan op een vergelijkbare wijze ontstaan. Volgens hun theorie – ondersteund door computersimulaties – moet Theia, het planetaire object zo groot als Mars dat volgens velen vijftig miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel met de proto-aarde is gebotst, met lage snelheid op de aarde terecht zijn gekomen om uiteindelijk tot de vorming van de maan te hebben kunnen leiden. Dat kan alleen zijn gebeurd als Theia zich al in de baan van de proto-aarde bevond – op één van de Lagrangepunten.

De kans dat we net zo’n spectaculaire botsing gaan zien is klein. Volgens berekeningen van hun collega Bob Vanderbei blijft deze baan zeker nog zo’n 2,2 miljoen jaar stabiel.

Bron: New Scientist