Project 4: Waaruit bestonden Hadeïsche oceanen?

Het aardklimaat hangt sterk samen met de cyclus en verdeling van silica (SiO2), een veelvoorkomende verbinding die de basis vormt van zand, kwarts en gesteenten. Bij verwering lossen silica-rijke mineralen op, waarbij CO₂ wordt opgenomen en de zuurgraad (pH) afneemt. 

Het aardklimaat hangt sterk samen met de cyclus en verdeling van silica (SiO2), een veelvoorkomende verbinding die de basis vormt van zand, kwarts en gesteenten. Bij verwering lossen silica-rijke mineralen op, waarbij CO₂ wordt opgenomen en de zuurgraad (pH) afneemt. In oceanen kunnen vervolgens kleimineralen en carbonaten neerslaan, processen die juist weer zuurgraad produceren. Samen bepalen deze processen hoe CO₂ wordt uitgewisseld tussen oceaan en atmosfeer en beïnvloeden ze de pH van het zeewater.

De moderne koolstofsyclus. Credit: Rachel D’Erminio voor HarvardX

Hoe de cyclus en verdeling van silica in het Hadeïcum verliep is niet precies bekend. Dus twijfelen onderzoekers bijvoorbeeld hoe zuur Hadeïsche oceanen precies waren. Deze onzekerheid komt deels doordat data schaars is, maar ook doordat klimaatmodellen de onderliggende processen nog niet goed begrijpen – zoals de vorming van kleimineralen en hoe die afhangt van pH, zuurstofbeschikbaarheid, verzadiging, oplosbaarheid en de kringloop van kationen (positief geladen deeltjes die een belangrijke rol spelen in chemische reacties en het transport van stoffen).

Dit project onderzoekt met experimenten en thermodynamische modellen de chemie van Hadeïsche oceanen. Daarbij wordt onder meer gebruikgemaakt van inzichten uit meteorieten, waarin kleimineralen voorkomen die mogelijk afwijken van die op de huidige aarde.