211service.com
Brinicles en de oorsprong van het leven
Een van de meer merkwaardige processen die in de winter onder het Antarctische zee-ijs plaatsvinden, is de vorming van brinicles. Dit zijn holle buizen van ijs die als ijspegels vanuit het pakijs naar beneden in de zee steken.
Brinicles vormen zich echter op een heel andere manier dan ijspegels, maar worden slecht begrepen, deels vanwege de moeilijkheid om ze te observeren. Inderdaad, ze werden pas voor het eerst gefilmd terwijl ze zich in situ vormden voor de BBC-documentaire Frozen Planet die in 2011 werd uitgezonden .
Vandaag hopen Julyan Cartwright van de Universiteit van Granada in Spanje en een paar vrienden dat te veranderen door de vorming, chemie en structuur van brinicles in meer detail te onderzoeken. Ze zeggen dat de structuren een speciale vorm van chemisch systeem zijn dat bekend staat als een chemische tuin en die cruciaal afhankelijk is van het samenspel tussen sterk geconcentreerde pekel, water dichtbij het vriespunt en de vorming van ijs.
Maar interessanter is dat ze zeggen dat brinicles mogelijk een belangrijke rol hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op aarde en dat vergelijkbare structuren elders in het zonnestelsel even belangrijk zouden kunnen zijn.
Conventionele chemische tuinen zijn buisvormige structuren die ontstaan wanneer metaalzoutkristallen worden ondergedompeld in bepaalde oplossingen.
Ze komen voor in een aantal natuurlijke situaties, zoals in sommige geologische formaties en rond hydrothermale bronnen.
Meestal groeien de buisvormige structuren naar boven. Maar in brinicles groeien de buizen naar beneden, dus wat geeft het?
Het effect treedt op in het ijs onder het zeeoppervlak omdat pekel een lager vriespunt heeft dan water. Wanneer ingesloten zeewater bevriest, sluit het zout uit, waardoor het zoutgehalte van de nabijgelegen pekel toeneemt en het vriespunt nog verder wordt verlaagd.
Als het ijs barst, kan de ingesloten pekel in de zee lekken en naar beneden stromen, omdat het dichter is dan water.
Bovendien, omdat het zo koud is, verandert de pekel elk zeewater dat het tegenkomt in ijs. Zo vormt en blijft de buisvormige structuur groeien zolang de pekel stroomt.
Dit proces roept interessante vragen op voor natuurkundigen. Het proces waarbij ijs bijvoorbeeld zout afstoot om het zoutgehalte van pekel te verhogen, vertoont interessante overeenkomsten met het proces van omgekeerde osmose.
Dat is belangrijk omdat omgekeerde osmose het belangrijkste proces is in de ontziltingsinstallaties die zeewater omzetten in drinkwater.
Het is gewoon mogelijk dat een beter begrip van hoe brinicles hetzelfde proces uitvoeren om puur ijs te produceren, zou kunnen leiden tot betere manieren om dit te doen.
Maar de meest interessante observatie van Cartwright en co is dat brinicles ook chemische gradiënten, elektrische potentialen en membranen creëren - alle voorwaarden die nodig zijn voor de vorming van leven.
Precies dezelfde omstandigheden doen zich voor bij hydrothermale bronnen die de aandacht hebben gehad van veel biologen die beter wilden begrijpen hoe het leven zou kunnen zijn ontstaan.
Het punt dat Cartwright en co-maken is dat brinicles net zo interessant kunnen zijn. Omdat brijntjes een belangrijke rol spelen in de dynamiek van het transport van pekel door zee-ijs, kunnen ze ook een rol spelen in dit scenario van een koude oorsprong van het leven, net zoals hydrothermale ventilatieopeningen dat doen in de theorieën over hete omgevingen, zeggen ze.
Bovendien zouden brinicles alomtegenwoordig kunnen zijn op oceaandragende planeten en manen zoals Europa, waar ze een even interessante rol kunnen spelen.
Het is duidelijk een fascinerend gebied waar verder werk zeer vruchtbaar zou kunnen zijn.
Referentie: arxiv.org/abs/1304.1774 : Brinicles als een geval van Inverse Chemical Gardens