BIOSFEER DANKT ZIJN BESTAAN AAN CONVECTIE IN DE AARDMANTEL

De evolutie van het leven is mede te danken aan de grootschalige tektoniek van de aarde. De aardwetenschappers John Lindsay (Australian National University) en Martin Brasier (Oxford University) concluderen dat het uiteindelijk schollentektoniek was die de ontwikkeling van onze biosfeer ruim 3,6 miljard jaar geleden mogelijk maakte (Precambrian Research, febr).

Lindsay en Brasier onderzochten kalksteenpakketten uit West-Australië die tussen 2,6 en 1,9 miljard jaar geleden werden gevormd. Ze analyseerden onder meer de verhouding tussen de koolstof-isotopen C-12 en C-13. De onderzoekers ontdekten dat een periode van grote fluctuaties in de C/C-verhouding (tussen 2,5 en 1,9 miljard jaar geleden) samenviel met het moment waarop twee grote stabiele aardmassa's naar elkaar toe begonnen te bewegen. De botsing van de continenten leidde tot een belangrijke fase van gebergtevorming, die samenhing met het diep wegschuiven van continentale pakketten (met veel C-12) onder andere aardschollen, zoals dat ook nu door continentverschuiving plaatsvindt. De oceanen kregen daardoor een relatief hogere C/C-verhouding. De onderzoekers hebben aanwijzingen dat soortgelijke, gelijktijdig optredende processen ook eerder in de aardgeschiedenis zijn voorgekomen. Dergelijke perioden van sterke bewegingen van aardschollen staan in verband met de convectiestromen in de aardmantel.

De onderzoekers concluderen dat de grote convectiestromen in het inwendige van de aarde aangedreven door de vervalwarmte van radioactieve isotopen de biosfeer in stand houden doordat zij een recycling van koolstof op gang brengen. De enorme aantallen afstervende organismen die in de ondiepe zeeën langs de randen van de continenten leven, bezinken immers na hun dood, en raken onder nieuwe sedimenten begraven, waardoor hun koolstof aan de koolstofkringloop wordt onttrokken. Dankzij de continentverschuiving echter, komt deze koolstof weliswaar eerst door neergaande convectiestromen diep in de aardkorst of aardmantel terecht, maar later komt het via opstijgende convectiestromen weer terug in de biosfeer.

De onderzoekers tekenen aan dat deze relatie tussen de koolstofbalans en de vervalwarmte van radioactieve isotopen in een hemellichaam fundamentele implicaties heeft voor het leven als zodanig: op planeten die te klein zijn om door vervalwarmte gedreven convectiestromen op te wekken, zal meercellig leven zich waarschijnlijk nooit hebben kunnen ontwikkelen. Dat geldt bijvoorbeeld voor Mars.