Die Frage nach der Herkunft der lebenswichtigen Elemente auf der Erde fasziniert Wissenschaftler und Laien nach wie vor gleichermaßen. Eine aktuelle Studie von Forschern der Universität Cambridge und des Imperial College London wirft dank der Analyse der chemischen Fingerabdrücke des in Meteoriten enthaltenen Zinks neues Licht auf dieses Rätsel. Diese Arbeit legt nahe, dass der Erde ohne ungeschmolzene Asteroiden möglicherweise die flüchtigen Verbindungen fehlten, die für die Entstehung von Leben erforderlich sind.
Flüchtige Stoffe, Verbindungen mit wesentlichen Funktionen
Flüchtige Stoffe beziehen sich auf Elemente oder Verbindungen, die bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen können. Sie umfassen die sechs häufigsten Elemente in lebenden Organismen, einschließlich Wasser. Die einzigartige Zusammensetzung von Zink in Meteoriten ermöglicht es Forschern, die Herkunft terrestrischer flüchtiger Stoffe zurückzuverfolgen. Dr. Rayssa Martins vom Department of Earth Sciences in Cambridge betont, wie wichtig es ist, zu verstehen, woher diese lebenswichtigen Materialien kommen: „Zu verstehen, wie diese Materialien auf die Erde gelangten, könnte uns Hinweise auf den Ursprung des Lebens hier und auf die Möglichkeit seiner Entstehung geben.“ anderswo.”
Der Beitrag von Planetesimalen zu unserem Planeten
Planetesimale, die Hauptbestandteile von Gesteinsplaneten wie der Erde, entstehen durch Akkretion um einen jungen Stern. Bei diesem Prozess verkleben die Partikel nach und nach zu immer größeren Körpern. Allerdings sind nicht alle Planetesimale gleich. Die ersten, denen eine hohe Radioaktivität ausgesetzt war, schmolzen und verloren ihre flüchtigen Bestandteile. Diejenigen, die später, nach dem Aussterben der wichtigsten Radioaktivitätsquellen, entstanden sind, haben diese flüchtigen Elemente besser konserviert.
Eine aufschlussreiche Studie über Zink und seine Herkunft
In ihrer Studie veröffentlicht in Wissenschaftliche FortschritteMartins und seine Kollegen analysierten die verschiedenen Formen von Zink, die diese Planetesimale auf die Erde brachten. Sie maßen Zink in einer großen Probe von Meteoriten verschiedener Planetesimale und nutzten diese Daten, um die Zinkaufnahme der Erde während der Akkretionsperiode, die mehrere zehn Millionen Jahre dauerte, zu modellieren. Ihre Ergebnisse zeigen, dass diese geschmolzenen Planetesimale zwar etwa 70 % der Gesamtmasse der Erde ausmachten, aber nur 10 % ihres Zinks lieferten.
Die Bedeutung primitiver Materialien
Das Modell legt nahe, dass der Rest des Zinks auf der Erde aus Materialien stammt, die nicht geschmolzen sind und ihre flüchtigen Elemente behalten. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass primitive Materialien eine wesentliche Quelle flüchtiger Stoffe für die Erde waren. „Wir wissen, dass der Abstand zwischen einem Planeten und seinem Stern eine Schlüsselrolle dabei spielt, flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche zu halten“, erklärt Martins. „Aber unsere Ergebnisse zeigen, dass es keine Garantie dafür gibt, dass Planeten die richtigen Materialien enthalten, um genügend Wasser und andere flüchtige Stoffe zu enthalten.“
Den Elementen im Laufe der Jahrhunderte auf der Spur: ein wichtiges Hilfsmittel bei der Suche nach außerirdischem Leben
Die Fähigkeit, Elemente über Millionen oder sogar Milliarden Jahre der Evolution hinweg zu verfolgen, könnte sich bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten wie dem Mars oder solchen außerhalb unseres Sonnensystems als entscheidend erweisen. „Ähnliche Bedingungen und Prozesse gibt es wahrscheinlich auch in anderen jungen Planetensystemen“, fügt Martins hinzu. Diese Perspektive muss bei der Suche nach bewohnbaren Planeten anderswo berücksichtigt werden.
Die Forschung wurde vom Imperial College London, dem Europäischen Forschungsrat und UK Research and Innovation (UKRI) unterstützt, was die Bedeutung der internationalen Zusammenarbeit bei der Verfolgung dieser grundlegenden Entdeckungen hervorhebt. Diese Arbeit ist nicht nur für das Verständnis unserer eigenen kosmischen Geschichte relevant, sondern auch für die Ausstattung der Menschheit mit dem nötigen Wissen, um andere bewohnbare Welten zu erkunden.
