Rosetta Raumschiff nimmt Temperatur des Kometen 67P

Das Wasser, das das Leben auf der Erde unterstützt, könnte viel früher auf dem Planeten gewesen sein, als Wissenschaftler vorher dachten, schlägt neue Forschung vor.

Während die Umweltbedingungen in den frühen Jahren der Erde es unmöglich machten, dass Wasser auf der Oberfläche des Planeten blieb, haben Wissenschaftler Beweise gefunden, dass die Inhaltsstoffe für Wasser schützend in felsigen Körpern in der Nähe unseres Planeten gespeichert sind - und vielleicht in der Erde selbst. Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass es im inneren Sonnensystem 135 Millionen Jahre früher Wasser gab, als frühere Beweise gezeigt hatten.

"Unsere Ergebnisse zeigen die frühesten Hinweise auf Wasser im inneren Sonnensystem", sagte Adam Sarafian, Ph.D. Student an der MIT / Woods Hole Ozeanographischen Institution in Massachusetts und Hauptautor der neuen Studie. [Unser Sonnensystem: Eine Reise durch die Planeten]

Die rauchende Waffe taucht in Meteoriten auf, die einst zum Asteroiden Vesta gehörten, einem der größten Teile des Asteroidengürtels zwischen Jupiter und Mars. Meteoriten von Vesta - dunkle Stücke von gekühlten Magma, oft so groß wie Grapefruits - werden weiterhin in der Antarktis gefunden. Frühere Analysen fanden in diesen Meteoriten kein Wasser oder wasserbildende Bestandteile. Aber Sarafian und seine Kollegen zoomten auf den molekularen Inhalt der Meteoriten und fanden Spuren von Wasserstoff-Sauerstoff-Molekülen.

Vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren - oder etwa 15 Millionen Jahre nachdem sich feste Körper um die junge Sonne gebildet hatten - existierte Wasser in den äußeren, kühleren Teilen des Sonnensystems, wie frühere Studien gezeigt haben. Aber im inneren Sonnensystem, wo Vesta und eine junge Erde residierten, waren die Temperaturen viel zu heiß und Sonnenwinde würden Wasserdampf in die äußeren Regionen des Sonnensystems schicken.

Während die Erde in den nächsten 4 Milliarden Jahren wuchs und sich veränderte, blieb Vesta laut Sarafian in der Zeit eingefroren.

"Vesta gibt uns eine Momentaufnahme von dem, wie die Erde bei ihrer Entstehung aussieht", sagte Sarafian.

Vesta hat auch den gleichen chemischen Fingerabdruck wie die Erde. Mit anderen Worten, Wissenschaftler haben zuvor gezeigt, dass der Stickstoff auf Vesta wahrscheinlich aus der gleichen Quelle stammt wie der Stickstoff auf der Erde. Einige Körper im Sonnensystem, wie die Sonne oder Kometen, haben unterschiedliche chemische Signaturen. Laut Sarafian zeigt die neue Studie, dass auch Vesta und die Erde eine chemische Signatur von Wasserstoff haben.

Die Erde teilt auch einen chemischen Fingerabdruck mit dem Mond, der Wissenschaftlern wie Vesta ein Fenster in die Vergangenheit öffnet. Wissenschaftler haben Spuren von Wasser in Mondgesteinen gefunden, was beweist, dass die lebensspendende Flüssigkeit bereits 150 Millionen Jahre nach der Geburt des Sonnensystems im inneren Sonnensystem war. Die Vesta-Proben sind älter als 135 Millionen Jahre vor den Mondproben.

Der Zeitsprung ist bedeutsam, sagt Sarafian, denn während dieser ersten 150 Millionen Jahre war das innere Sonnensystem wesentlich heißer und feindseliger als es später war. Die Erde hätte große Auswirkungen von fliegenden Trümmern erfahren (es war möglicherweise ein solcher Einschlag, der einen Teil der Erde abbrach und den Mond bildete). Viele Wissenschaftler vermuten, dass durch diese großen Stöße und hohen Temperaturen der Wasserstoff in Dampf verwandelt und in den Weltraum ausgeblasen wird.

"Die Planeten hielten sich irgendwie am Wasser fest", sagte Sarafian. "Das wird Menschen dazu bringen, zu überdenken, wie Planeten hergestellt werden."

Sarafian sagte, dass die Arbeit die Ansicht unterstützt, dass das Wasser von eisigen Körpern in der Nähe von Jupiter kam. Der sich neu bildende Gasriese schleuderte die Gesteinsbrocken und das Eis wahrscheinlich nach innen. Jupiter wäre jenseits der so genannten "Schneegrenze" oder dem Punkt gelegen gewesen, jenseits dessen die Temperaturen so kühl waren, dass Wasser zu flüssiger oder fester Form kondensieren konnte, sagte er.

"Es gibt Modelle, die vorhersagen, dass eisige Körper aus dem äußeren Sonnensystem um das Jupiter-Gebiet wahrscheinlich in das innere Sonnensystem geschleudert wurden", sagte Sarafian. "Aber es gab einfach keine Beweise dafür. Es gab keine Daten, um das Modell zu unterstützen. Und unsere Studie unterstützt es."

Jeremy Boyce, ein Geochemiker an der UCLA, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, aber mit zwei der Autoren der Studie an anderen Arbeiten zusammengearbeitet hat, sagte, dass die neuen Untersuchungen von Wasser im frühen inneren Sonnensystem robust sind. Aber er fügte hinzu, dass es immer noch unklar ist, wie viel Wasser vorhanden ist. Es ist wahrscheinlich, dass, um die Ozeane heute auf der Erde zu präsentieren, später mehr Wasser zur Erde geliefert wurde.

"Das Ausmaß, in dem [das frühe Wasser] mit Wasser in Verbindung gebracht wird, das wir auf der Erdoberfläche sehen, ist eine offene Frage", sagte Boyce. "Was Wasser in der frühen Erde war und was später kam - ich glaube, das wissen wir noch nicht."

Die neue Studie ist in der 31. Oktober Ausgabe der Zeitschrift Science detailliert.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde aktualisiert, um den folgenden Fehler zu korrigieren: Adam Sarafian ist Doktorand an der MIT / Woods Hole Oceanographic Institution, nicht am Woods Hole Research Center.