De aarde ervoer ongeveer 717 miljoen jaar geleden een diepe bevriezing, die zich stortte in wat wetenschappers een ‘Sneeuwbalaarde’-gebeurtenis noemen. IJskappen breidden zich uit van de polen naar de evenaar, bedekten de planeet met gletsjers en lieten donkere, subglaciale zeeën achter die verstoken waren van zonlicht. Recent onderzoek gepubliceerd in Nature Communications heeft onthuld hoe ijskoud deze oude oceanen waren: naar schatting −15°C ± 7°C, waardoor dit mogelijk de koudste zeetemperatuur is die ooit in de geschiedenis van de aarde is gemeten.
De puzzel van ijskoud water
Om zeewater bij zulke lage temperaturen vloeibaar te houden, moest het uitzonderlijk zout zijn. De studie suggereert dat tijdens de Sturtian-sneeuwbalijstijd (die 57 miljoen jaar duurde) sommige zeewatergebieden tot vier keer zouter konden zijn dan moderne oceanen. Dit extreme zoutgehalte verhinderde volledige bevriezing, vergelijkbaar met de superzoute zoutoplossing die tegenwoordig in het Vidameer in Antarctica wordt aangetroffen.
Deze ontdekking is van belang omdat het ons helpt de omstandigheden te begrijpen waaronder het vroege leven door extreme klimaatverschuivingen heen bleef bestaan. De intense kou en het zoutgehalte zouden een barre omgeving hebben gecreëerd, maar toch vond het leven een manier om in geïsoleerde gebieden te overleven. Het roept ook vragen op over de wisselwerking tussen ijstijd, oceaanchemie en de evolutie van vroege ecosystemen.
Hoe wetenschappers oude temperaturen maten
Het team achter het onderzoek bedacht een nieuwe methode om de zeetemperaturen in het verleden te reconstrueren door oude ijzerformaties te analyseren. Deze formaties hopen zich op wanneer opgelost ijzer in water reageert met zuurstof en roest vormt. De isotopensamenstelling van ijzer verandert afhankelijk van de temperatuur: kouder water resulteert in zwaardere isotopen.
Door de isotopische signatuur van ijzer in sneeuwbalaardformaties te vergelijken met oudere, voorgeoxygeneerde ijzerafzettingen, berekenden wetenschappers dat de oude zeeën ruwweg 40°C kouder waren dan die omstandigheden. Deze innovatieve aanpak stelt onderzoekers in staat klimaatgegevens te extraheren uit gesteenten die miljarden jaren oud zijn.
Zoutgehalte als sleutelfactor
De studie bevestigde ook extreem hoge zoutgehaltes. Onafhankelijke analyses van sedimenten uit Australië ondersteunen de bevinding dat de pekel van de sneeuwbalaarde ongelooflijk geconcentreerd was. Dit hoge zoutgehalte, gecombineerd met de extreme kou, zou een unieke omgeving hebben gecreëerd waarin het leven potentieel in geïsoleerde gebieden kon overleven.
“Het was heel cool om de extra bevestiging te krijgen dat het eigenlijk heel erg koud was”, zegt Jochen Brocks van de Australian National University, wiens eerdere werk de nieuwe bevindingen bevestigt.
De combinatie van extreme kou en een hoog zoutgehalte is significant omdat het de veerkracht van het leven benadrukt in het licht van catastrofale klimaatgebeurtenissen. Het begrijpen van deze omstandigheden kan ons helpen de bewoonbaarheid van andere planeten en het potentieel voor leven in extreme omgevingen elders in het universum beter in te schatten.
Deze bevindingen bevestigen dat Sneeuwbalaarde een werkelijk buitenaardse wereld was, met oceanen die veel kouder en zouter waren dan alles wat we vandaag de dag zien. Het onderzoek voegt een nieuw stukje toe aan de puzzel van het turbulente verleden van de aarde en herinnert ons eraan dat onze planeet door de geschiedenis heen dramatische transformaties heeft ondergaan.
