Wissenschaftler haben eine neue Theorie vorgeschlagen, woher das Wasser auf der Erde stammt

Das gesamte Wasser auf der Erde ist also extraterrestrischen Ursprungs. Untersuchungen der ältesten Gesteine deuten darauf hin, dass flüssiges Wasser bereits vor 4,5 Milliarden Jahren existierte, fast zeitgleich mit der Entstehung der Sonne. Lange Zeit schrieben die Astronomen dies Kometen- oder Asteroideneinschlägen zu, aber in der französischen Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics ist eine neue Theorie aufgetaucht: Wasser könnte durch verdampfendes Eis aus dem ursprünglichen Asteroidengürtel auf die Erde gelangt sein.

Details: Quentin Kral et al, An impact-free mechanism to deliver water to terrestrial planets and exoplanets, Astronomy & Astrophysics(2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451263

Hintergrund: Kometen, Asteroiden und der "X-Faktor"

Zunächst ging man davon aus, dass die Erde selbst (durch Vulkanausbrüche und die Freisetzung von Dampf aus Magma) die Wasserversorgung sicherstellen könnte. Doch in den 1990er Jahren kamen Wissenschaftler, die die Isotopenzusammensetzung des Wassers auf der Erde analysierten (insbesondere das Verhältnis von Deuterium und normalem Wasserstoff D/H), zu dem Schluss, dass die Eigenschaften des Wassers näher an Asteroiden des Typs "kohlenstoffhaltig" liegen als an Kometen. Es wurde also die Hypothese aufgestellt, dass große Teile des Wassers von Asteroiden geliefert wurden.

Es blieb die Frage: Wie konnten Trümmer aus dem Gürtel zwischen Mars und Jupiter die heiße Erde in solchen Mengen erreichen, dass sie vollwertige Ozeane "schufen"? Es gab Theorien über "Gravitationsbillard" - eine Reihe von Störungen, die eisige Objekte auf eine Flugbahn zu den inneren Planeten stoßen. Eine neue Idee bietet jedoch eine elegantere Möglichkeit.

Die Essenz der neuen Hypothese: "Eisverdampfung" und die Bildung einer Dunstscheibe

1. Ursprünglich "eisige" Asteroiden
   In der protoplanetaren Scheibe, in der sich die Embryonen der Planeten und des Asteroidengürtels bildeten, gab es reichlich Eis. Sobald sich die Scheibe auflöste - was einige Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne der Fall war - begannen sich die Eiskörper im Gürtel zu erhitzen und verloren durch Sublimation Eis.

2. Eine Dampfscheibe um die Sonne
   Bei einem kosmischen Druck von nahezu Null lag das Wasser der Asteroiden in Form von Dampf vor und bildete eine "sekundäre" Gasscheibe, die sich nach innen ausbreitete und sich der Sonne näherte.

3. Kontakt mit den inneren Planeten
   Erde, Mars sowie Venus und Merkur erschienen wie von diesem Dampf "gebadet". Der Prozess erreichte sein Maximum etwa 20-30 Millionen Jahre nach der Geburt der Sonne, als ihre Leuchtkraft dramatisch zunahm.

   Infolgedessen nahmen die Planeten einen beträchtlichen Teil des Dampfes durch die Schwerkraft auf und schufen so Wasserreserven, die für die Bildung von Ozeanen und unterirdischen Reservoirs ausreichend waren. Darüber hinaus erfolgte die Umwandlung dieses Dampfes in die flüssige Phase und die "Konservierung" des Wassers auf der Erde durch den sich entwickelnden Wasserkreislauf - der Dampf kondensierte in den Wolken und kehrte durch Regenfälle zurück.

Bestätigende Faktoren und Perspektiven

• D/H (Deuterium-Verhältnis) Messungen
  Das Modell des Autors gibt die Isotopenzusammensetzung des Wassers auf der Erde genau wieder.
• Jüngste Missionen zu Asteroiden (Hayabusa 2, OSIRIS-REx)
  Entdeckten hydratisierte Mineralien auf großen Trümmern und den Asteroiden selbst, was auf das Vorhandensein von Wasser in der Vergangenheit hindeutet.
• Interesse an ALMA-Beobachtungen
  Astronomen können in jungen Sternen mit massiven Asteroidengürteln nach Wasserdampf suchen, um in Echtzeit die Existenz eines ähnlichen Prozesses zu bestätigen.

Warum das wichtig ist

Wenn die Hypothese richtig ist, erhalten wir eine neue Perspektive auf die Geschichte des Wassers auf der Erde. Ein System, das sich aus "Dampf" gebildet hat, könnte nicht nur erklären, wie bedeutende Mengen an H2O auf der Erde (und dem Mars) entstanden sind, sondern auch, warum die Menge in den nächsten 4,5 Milliarden Jahren so konstant gehalten wurde. Die Autoren vermuten, dass ähnliche Mechanismen auch in anderen Sternensystemen funktionieren könnten, was die Chancen erhöht, Exoplaneten mit flüssigem Wasser zu finden - eine entscheidende Voraussetzung für den Ursprung des Lebens.