Wasser der Erde ist älter als die Sonne: Wahrscheinlich entstand es wie das Eis im interstellaren Raum
Wasser ist entscheidend für die Entwicklung des Lebens auf der Erde und auch wichtig für die Beurteilung, ob Leben auf anderen Planeten möglich ist. Die Identifizierung der ursprünglichen Quelle des Wassers auf der Erde ist der Schlüssel zum Verständnis, wie Leben fördernde Umgebungen entstehen und wie wahrscheinlich es ist, sie an anderer Stelle zu finden.
Ein Team um Carnegie´s Conel Alexander hat in einer neuen Arbeit festgestellt, dass vermutlich viel Wasser unseres Sonnensystems aus dem interstellaren Raum stammt, wo es sich ursprünglich aller Wahrscheinlichkeit nach als Eis gebildet hat. Die Arbeit des Teams wurde in „Science“ veröffentlicht.
Wasser wurde überall im Sonnensystem gefunden. Nicht nur auf der Erde, sondern auch auf eisigen Kometen, auf Monden und in den stets im Schatten liegenden Kraterböden des Merkur. Wasser wurde auch in Materialproben von Mond- und Mars-Meteoriten gefunden.
Besonders so primitive Objekte wie Kometen und Asteroiden bilden eine natürliche „Zeitkapsel“ für die Bedingungen, die in den frühen Tagen unseres Sonnensystems herrschten. Ihr Eisvorkommen kann den Wissenschaftlern etwas über das Eis, das die Sonne nach ihrer Geburt umgab, erzählen. Deren Ursprung war bis jetzt aber eine unbeantwortete Frage.
In ihrer Jugend war die Sonne von einer protoplanetaren Scheibe umgeben aus der die Planeten entstanden sind. Aber es war unklar für die Forscher, ob das Eis in dieser Scheibe von der Molekülwolke stammt aus der die Sonne hervorgegangen ist, oder ob dieses interstellare Wasser zerstört wurde und sich durch chemische Reaktionen im solaren Urnebel neu bildete.
„Warum ist dies wichtig? Wenn das Wasser des frühen Sonnensystem in erster Linie als Eis aus dem interstellaren Raum geerbt wurde, ist es wahrscheinlich ähnliches Eis, wie es zusammen mit der präbiotischen organischen Substanz in fast allen protoplanetaren Scheiben um entstehende Sterne gibt“, erklärte Alexander. Aber wenn das Wasser des frühen Sonnensystems weitgehend das Ergebnis lokaler chemischer Prozesse während der Geburt der Sonne ist, dann wäre es möglich, dass der Überfluss an Wasser sehr unterschiedlich ist bei der Bildung von Planetensystemen, welches offensichtlich Auswirkungen auf das Potential für die Entstehung von Leben anderswo hat.
Bei der Untersuchung der Geschichte des Eises in unserem Sonnensystem hat sich das Team unter der Leitung von Ilsedore Cleeves von der Universität in Michigan auf den Wasserstoff und sein schwereres Isotop Deuterium konzentriert. Isotope sind Atome des gleichen Elements mit der gleichen Anzahl von Protonen aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen hat. Der Unterschied in der Masse zwischen verschiedenen Isotopen desselben Elements ergibt einen feinen Unterschied im Verhalten bei chemischen Reaktionen. Aus dem Verhältnis von Wasserstoff zu Deuterium im Wassermolekül können die Forscher die Bedingungen,unter denen sich diese Moleküle bildeten, zu bestimmen.
Zum Beispiel hat interstellares Wasser-Eis ein hohes Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff, da es sich bei sehr niedrigen Temperaturen bildete. Bisher war nicht bekannt, wie viel von diesem Deuterium sich durch chemische Reaktionen während der Geburt der Sonne entfernt hat, oder wie viel an Deuterium reichem Wasser-Eis das neugeborene Sonnensystem in der Lage war selbst zu produzieren.
So erstellte das Team ein Modell, in dem eine protoplanetare Scheibe simuliert wurde in der alles Deuterium aus dem Weltraum-Eis bereits durch chemische Prozesse eliminiert worden ist und das System „von Grund auf“ neu mit dem Produzieren von Eis mit Deuterium während eines Zeitraums von einer Million Jahre beginnen musste. Sie taten dies um zu sehen, ob das System die Verhältnisse von Deuterium zu Wasserstoff, wie es in Meteoriten, in Ozeanen auf der Erde und als „Zeitkapsel“ in Kometen gefunden wurde, produzieren kann. Sie entdeckten, dass zumindest ein Teil des Wassers in unserem Sonnensystem seinen Ursprung im interstellaren Raum aus der Zeit vor der Geburt unserer Sonne haben muss und somit älter als diese ist.
Die Ergebnisse zeigen, dass ein signifikanter Anteil des Wassers in unserem Sonnensystem, der wichtigste Bestandteil für die Voraussetzung von Leben, älter ist als die Sonne was bedeutet, dass organisch reichhaltiges interstellares Eis wahrscheinlich in allen jungen Planetensystemen zu finden ist.
1. Oktober 2014/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
