Organisch materiaal in oeroude meteorieten blijkt een chemische vingerafdruk te bevatten uit de begintijd van ons zonnestelsel. Die bleef miljarden jaren vrijwel intact en geeft wetenschappers nieuwe aanwijzingen over de oorsprong van de bouwstenen voor leven.
Nog voordat de aarde oceanen, een atmosfeer of zelfs een volledig vaste korst had, waren belangrijke ingrediënten voor leven al aanwezig in het zonnestelsel. Onderzoek aan primitieve meteorieten laat nu zien dat organisch materiaal daarin een chemische vingerafdruk draagt die teruggaat tot de geboorte van ons planetenstelsel.
Onderzoekers onder leiding van Daniel Crocker en David Johnston van Harvard University analyseerden zogenoemde koolstofrijke chondrieten. Ze maten daarbij zeer nauwkeurig drie verschillende isotopen van zuurstof in het organische materiaal van de meteorieten. Het onderzoek werd gepubliceerd in PNAS.
Meer dan 4,5 miljard jaar geleden ontstaan
Koolstofrijke chondrieten behoren tot de oudste materialen die wetenschappers op aarde kunnen onderzoeken. Ze ontstonden meer dan 4,5 miljard jaar geleden uit stof en ander materiaal in de protoplanetaire schijf rond de jonge zon.
De meteorieten bevatten onder meer waterhoudende mineralen, koolstofverbindingen en organische moleculen. Sommige bevatten zelfs aminozuren, die een belangrijke rol spelen in de chemie van het leven.
Een belangrijke vraag was echter waar dat organische materiaal precies ontstond. Ontstond het organische materiaal al in de koude omgeving van het jonge zonnestelsel, of zorgden chemische processen binnen asteroïden pas later voor deze verbindingen?
Zuurstofisotopen verraden oeroude oorsprong
De onderzoekers analyseerden verschillende groepen primitieve meteorieten, waaronder CI-, CM- en CR-chondrieten. De verhouding tussen hun zuurstofisotopen bleek opvallend dicht bij de zogenoemde CCAM-lijn te liggen.
Die isotopische relatie wordt geassocieerd met de verschillende zuurstofreservoirs die al aanwezig waren in de protoplanetaire schijf voordat de planeten ontstonden. Dat dezelfde signatuur in organisch materiaal wordt teruggevonden, wijst erop dat de zuurstof daarin al zeer vroeg werd opgenomen.
Opvallend is bovendien dat miljarden jaren aan processen binnen asteroïden de isotopische vingerafdruk nauwelijks lijken te hebben uitgewist. Zelfs contact met vloeibaar water, verhitting en botsingen hebben het oorspronkelijke signaal relatief goed intact gelaten.
Nieuwe aanwijzing voor oorsprong leven
Dat betekent niet dat wetenschappers nu hebben aangetoond dat het leven op aarde uit de ruimte kwam. Wel versterkt het onderzoek het beeld dat meteorieten een deel van de chemische grondstoffen kunnen hebben aangevoerd waarmee op de jonge aarde complexere chemie mogelijk werd.
De isotopen vormen daarmee meer dan een ouderdomskenmerk. Ze geven onderzoekers een nieuwe manier om te reconstrueren onder welke omstandigheden organische moleculen ontstonden en zich door het vroege zonnestelsel verspreidden.
Meteorieten blijken zo letterlijk stukjes chemische geschiedenis: materiaal waarin nog altijd sporen bewaard zijn van een tijd waarin de aarde zelf nog moest ontstaan.
