De robijn blijkt koolstofatomen te bevatten die ooit deel uitmaakten van een levensvorm die er al vroeg bij was, hier op aarde.

Om meer inzicht te krijgen in hoe robijnen ontstaan, reisde een onderzoeksteam onder leiding van Chris Yakymchuk enige tijd geleden af naar Groenland (een logische eindbestemming, omdat hier de oudste robijnen ter wereld te vinden zijn). En tijdens die expeditie hebben Yakymchuk en collega’s een bijzondere vondst gedaan. Ze stuitten op een 2,5 miljard jaar oude robijn die grafiet herbergde. Grafiet is een mineraal dat enkel en alleen uit koolstof bestaat. En wat de vondst nu zo bijzonder maakt, is dat een analyse van deze koolstof uitwijst dat het een restant is van een organisme dat miljarden jaren geleden leefde.

Uniek
“Het grafiet in deze robijn is echt uniek,” stelt Yakymchuk. “Het is voor het eerst dat we sporen van leven ontdekt hebben in robijnen bevattende gesteenten.”

Leven
Maar hoe weten de onderzoekers nu zo zeker dat de koolstof in deze robijnen ooit deel uitmaakte van een levend wezen? We vroegen het Yakymchuk. “We hebben de koolstofisotopen van het grafiet gemeten,” zo vertelt hij. Isotopen zijn verschillende vormen van hetzelfde element. Koolstof kent twee stabiele isotopen: een lichte en een zware versie. “Levensvormen – of het nu gaat om mensen, dinosaurussen of bacteriën – gebruiken het liefst de lichte koolstofisotopen, omdat je daarmee gemakkelijker cellen en andere biologische componenten kunt vormen. Het grafiet in de robijnen was rijk aan lichte koolstofisotopen, wat erop wijst dat de koolstof ooit deel uitmaakte van een levend organisme.”

Bacterie
Hoewel de koolstofisotopen niet kunnen verklappen om welk organisme het gaat, hebben de onderzoekers daar wel ideeën over. “We hebben vastgesteld dat de robijnen meer dan 2,5 miljard jaar oud zijn,” vertelt Yakymchuk. “De enige levensvormen die in die tijd, voor zover we weten, op aarde voorkwamen, waren simpele organismen zoals cyanobacteriën. Daarom is het ook het meest waarschijnlijk dat de koolstof in onze robijnen ooit onderdeel was van een simpele levensvorm, zoals een cyanobacterie.”

Opgeslokt
En nadat die bacteriën doodgingen, werd de koolstof onderdeel van de robijnen. “Net als de meeste mineralen groeien robijnen heel langzaam door gebruik te maken van de ‘voedingsstoffen’ die in een gesteente zitten. Terwijl de robijn groeit, neemt deze die ‘voedingsstoffen’ op, maar tegelijkertijd groeit deze ook over dingen heen die de robijn niet kan gebruiken om te groeien. Koolstof – in de vorm van het mineraal grafiet – is geen voedingsstof die de robijn gebruikt om te groeien. Dus de robijn groeit om deze onzuiverheden heen. En zo is de koolstof opgesloten komen te zitten in de robijn.”

Broodnodig
Hoewel de robijn de koolstof niet echt kan gebruiken, is het grappig genoeg toch aan de aanwezigheid ervan te danken dat de edelsteen meer dan 2,5 miljard jaar geleden het levenslicht heeft gezien. “Robijnen groeien in gesteenten die diep in de aarde verborgen zitten en worden blootgesteld aan intense druk en hitte,” legt Yakymchuk uit. “In aanvulling daarop moeten echter ook de ‘chemische’ omstandigheden kloppen. Zo kunnen robijnen niet groeien bij de druk en temperatuur waaraan deze gesteenten zijn blootgesteld als die gesteenten te veel water en zuurstof hadden geherbergd. De aanwezigheid van koolstof verandert die chemische omstandigheden. Heel concreet zorgt de grafiet ervoor dat de gesteenten minder zuurstofrijk zijn en zo ontstonden omstandigheden die de robijnen in staat stelden om te groeien. Wij vermoeden dat robijnen in afwezigheid van grafiet waarschijnlijk niet in deze gesteenten ontstaan zouden zijn.”

Leven
En zo kan het grafiet ons dus op de valreep ook helpen om antwoord te vinden op de oorspronkelijke onderzoeksvraag van Yakymchuk en collega’s, namelijk: hoe ontstaan robijnen? Maar daarnaast blijken robijnen dus – heel verrassend – ook meer te kunnen vertellen over het leven op aarde. “Resten van vroege levensvormen zijn op meer plaatsen te vinden dan we denken,” concludeert Yakymchuk.

Het onderzoek kan ten slotte ook onze kijk op robijnen en misschien zelfs de kijk op onszelf behoorlijk veranderen. “Onze studie borduurt voort op eerdere studies die lieten zien dat edelstenen zoals robijnen, saffieren, diamanten, etc. belangrijke informatie herbergen over de geschiedenis van de aarde. De onzuiverheden in deze edelstenen zijn een enorme bron van informatie over de jonge aarde. De volgende keer dat je naar een edelsteen in een sierraad kijkt, moet je eens denken aan alles wat er in de afgelopen miljoenen en miljarden jaren op aarde gebeurd is; het maakt nederig als je bedenkt dat er al zoveel tijd op de planeet aarde verstreken is.”