Vroegste vorm van CO2-hergebruik?

Extreem energierijke ultraviolette straling kan koolstofdioxidemoleculen opbreken in koolstof en moleculaire zuurstof. Mogelijk is dat één van de manieren waarop de aarde aan haar zuurstofrijke atmosfeer is gekomen, suggereert een publicatie in Science.

Het betekent tevens dat op andere planeten, met een CO2-atmosfeer maar zonder leven, veel meer zuurstof aanwezig kan zijn dan je zou verwachten.

Algemeen werd tot nu toe aangenomen dat je zo’n zuurstofatmosfeer pas krijgt als er leven is ontstaan (in ons geval cyanobacteriën) dat massaal aan fotosynthese gaat doen. Maar er is een hypothese dat zulke bacteriën alleen kunnen evolueren als er al een beetje O2 in de atmosfeer aanwezig is, en tot nu toe was niet duidelijk waar die vrije O2 vandaan had moeten komen.

Wellicht dus door uv-afbraak van CO2, stellen onderzoekers van de University of California (Davis). Intuïtief ligt zoiets totaal niet voor de hand: je verwacht dat afbraak de route volgt met de laagste energiebarrières, en dan krijg je CO en een los O-atoom. Twee van die atomen kunnen daarna overigens wel combineren tot O2.

Berekeningen laten echter zien dat directe vorming van O2 energetisch gezien wel degelijk kan. En in Californië hebben ze dat nu ook experimenteel aangetoond, door CO2 te bestoken met een hoogenergetische vacuüm-ultravioletlaser (VUV) en met nog zo’n laser in beeld te brengen wat er gebeurde.

Wat er precies gebeurt is nog niet zeker maar de auteurs gokken op een ‘roaming pathway’, waarbij het CO2 zó vol energie wordt gepompt dat het als het ware hoog over de pieken van het energiebarrièreplaatje heen scheert. Waar het dan neerkomt, valt niet te voorspellen, en soms gebeuren er dan gekke dingen. Mogelijk gebeurt dit veel vaker dan we nu weten, wanneer de omstandigheden extreem genoeg zijn.

Overigens gaat de O2-productie op deze manier lang niet hard genoeg om de huidige concentratie te verklaren, dus het verhaal over de nijvere cyanobacteriën blijft in stand.

bron: Science