Woher kam all unser Wasser? Was wie eine einfache Frage erscheinen mag, hat Planetenwissenschaftler seit Jahrzehnten herausgefordert und fasziniert. Das Wasser des Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko ähnelt nicht dem Wasser der Erde.
Da die Erde zu Beginn ihrer Entstehung extrem heiß war, glauben Wissenschaftler, dass das ursprüngliche Wasser der Erde so aus einem kochenden Kessel hätte wegkochen sollen. Die vorherrschenden Theorien haben zwei Quellen für eine spätere in Betracht gezogen Lieferung von Wasser auf die Erdoberfläche, sobald sich die Bedingungen abgekühlt hatten. Einer ist Kometen und der andere sind Asteroiden. Sicherlich kam etwas Wasser aus beiden Quellen, aber die Frage war, welche die vorherrschende Quelle ist.
Es gibt zwei Bereiche unseres Sonnensystems, in denen sich Kometen vor etwa 4,6 Milliarden Jahren gebildet haben. Eine ist die Oort-Wolke weit hinter Pluto. Alles deutet darauf hin, dass der Ursprung des Kometen 67P der andere Geburtsort der Kometen ist - der Kuipergürtel in der Region Neptun und Pluto. Die Rosetta-Ergebnisse schließen Kometen des Kuipergürtels als Wasserquelle der Erde aus. Frühere Beobachtungen von Oort-Wolkenkometen wie Hyakutake und Hale-Bopp haben gezeigt, dass sie auch kein erdähnliches Wasser haben. Daher müssen Planetenforscher ihre Modelle überdenken, wobei der anderen möglichen Quelle - den Asteroiden - Gewicht beigemessen wird.
Die Frage nach der Wasserquelle der Erde wurde mit Instrumenten auf der Erde und mehreren Sonden beantwortet, die sich mit Kometen treffen. 1986 zeigte der erste Vorbeiflug eines Kometen - Comet 1P / Halley, ein Oort-Wolkenkomet -, dass sein Wasser nicht wie das Wasser auf der Erde war. Wie sich das Wasser dieser Kometen - Halley und jetzt 67P - von dem der Erde unterscheidet, hängt vom Verhältnis der beiden Arten von Wasserstoffatomen ab, aus denen das Wassermolekül besteht.
Messungen mit Spektrometern zeigten, wie viel Deuterium - eine schwerere Form des Wasserstoffatoms - in Bezug auf die häufigste Art von Wasserstoff in diesen Kometen vorhanden war. Dieses als D / H bezeichnete Verhältnis beträgt etwa 1 zu 6000 im Meerwasser der Erde. Für die überwiegende Mehrheit der Kometen haben Fern- oder In-situ-Messungen ein höheres Verhältnis gefunden, das die Behauptung nicht stützt, dass Kometen Wasser an die frühe Erdoberfläche geliefert haben, zumindest nicht viel davon.
Zuletzt sorgten Hershel-Weltraumteleskopbeobachtungen des Kometen Hartley 2 (103P / Hartley) für Aufsehen in der Debatte um die Wasserquelle der Erde. Die spektralen Messungen des Kometenlichts ergaben genau wie das Wasser der Erde ein D / H-Verhältnis. Aber jetzt ist die Hershel-Beobachtung aufgrund der neuesten Messungen von Rosetta eher eine Ausnahme geworden.
Die neuen Messungen von 67P wurden mit dem ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) an Bord von Rosetta durchgeführt. Im Gegensatz zu Fernbeobachtungen mit weniger genauem Licht konnte Rosetta die den Kometen umgebenden Mengen an Deuterium und gewöhnlichem Wasserstoff genau messen. Wissenschaftler könnten dann einfach ein Verhältnis bestimmen. Die Ergebnisse sind in der Veröffentlichung „67P / Churyumov-Gerasimenko, ein Komet der Jupiter-Familie mit einem hohen D / H-Verhältnis“ von K. Altwegg et al., Veröffentlicht in der Ausgabe vom 10. Dezember 2014 von Wissenschaft.
Die Beobachtungen des ROSINA-Instruments ergaben ein Verhältnis von 5,3 ± 0,7 × 10-4Dies entspricht ungefähr dem dreifachen Verhältnis von D / H für das Wasser der Erde. Diese Ergebnisse schließen Kometen als Quelle für terrestrisches Wasser nicht aus, leiten Wissenschaftler jedoch um, Asteroiden als die vorherrschende Quelle zu betrachten. Während Asteroiden im Vergleich zu Kometen einen viel geringeren Wassergehalt haben, sind Asteroiden und ihre kleineren Versionen, Meteoroiden, zahlreicher als Kometen. Jeder Meteor / Sternschnuppen, den wir in unserer Atmosphäre verbrennen sehen, liefert eine Vielzahl von Verbindungen, einschließlich Wasser, an die Erde. Schon früh war der Ansturm von Meteoroiden und Asteroiden auf die Erde weitaus größer. Folglich könnten sich die geringen Mengen an Wasser, die von jedem geliefert werden, zu dem summieren, was jetzt in den Ozeanen, Seen, Bächen und sogar in unserem Körper liegt.
Verweise:
D / H-Verhältnis von Wasser auf der Erde gemessen mit DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko, ein Komet der Jupiter-Familie mit einem hohen D / H-Verhältnis
Rosetta treibt die Debatte über den Ursprung des Erdwassers an
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