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Lexikon der Geowissenschaften: Wasserherkunft

Wasserherkunft, Entstehung des Wassers im Laufe der Erdgeschichte. Die aus solarem Nebel gebildete feurig-flüssige Urerde hatte zunächst keine nennenswerte Gashülle (Atmosphäre). Bei der sich langsam verfestigenden Urerde wurden bei anfänglich hohen Erdtemperaturen vor allem Methan (CH4) mit Beimengungen, Wasserstoff (H2), Wasserdampf (H2O) und Ammoniak (NH3) durch Ausgasung und Exhalation freigesetzt. Diese Gase bildeten die Uratmosphäre. Eisen- und Nickeloxide kristallisierten sich im Erdkern, während im konzentrierten Erdmantel die leichteren Siliciumverbindungen verblieben. Darin war Sauerstoff fest gebunden. Es veränderte sich die Zusammensetzung der ausgasenden Stoffe, wobei CO2, N2 und weiterhin Wasserdampf überwogen. Bei der relativ raschen Abkühlung der Erdkruste, in den ersten hundert Millionen Jahren, kondensierte der freigesetzte Wasserdampf. Es bildeten sich Wolken, Niederschläge und das Wasser sammelte sich in den Becken der Ozeane. Auch heute noch wird der Atmosphäre durch den Vulkanismus Wasserdampf aus dem Erdinnern zugeführt. Der seither permanenten Existenz von Wasser, Wasserdampf und Eis verdankt die Erde ihre Sonderstellung als Planet im Sonnensystem. Im Zusammenhang mit dem richtigen Abstand von der Sonne ergibt sich die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche von 288 K. Die Schwere von g=981 cm/s2 verhindert das Entweichen des Wasserdampfes in das Weltall. Vergleichsweise ist der Planet Venus zu heiß, um flüssiges Wasser zu besitzen, und der sonnenfernere Mars ist zu kalt, so daß dort nur H2O als Eis und CO2 in fester Phase existiert. Mit der Bildung von flüssigem Wasser auf der Erde wurde CO2 aus der Atmosphäre weitgehend entfernt und im Meerwasser sowie in Gesteinen gebunden.

Die eigentliche Wasserentstehung auf der Erde über die Wasserstoff-Sauerstoffbindung setzte erst vor 3,7 Milliarden Jahren ein. Freier Sauerstoff war zunächst nicht vorhanden, obwohl Sauerstoff mit rund 46 Gewichtsprozenten das häufigste Element der Lithosphäre ist. Er ist in den gesteinsbildenden Mineralien wie den Silicaten gebunden. Die Sauerstoffatmosphäre konnte sich erst mit dem Einsetzen der Photosynthese bilden, wobei sich aus CO2 und H2O unter Einfluß der UV-Strahlung Kohlehydrate bildeten und Sauerstoff O2 frei wurde. Das Wasser existierte jedoch schon vor der Entwicklung der Sauerstoff-Atmosphäre. [HJL]

Copyright 2000 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

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