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Sonnensystem: Kometenwasser gleicht dem der Erde

Komet 103P/Hartley 2
Kometen könnten die Erde mit mehr Wasser versorgt haben als bislang angenommen. Das legen jetzt neue Messergebnisse von einem solchen Himmelskörper nahe. Da früher untersuchte Exemplare wegen ihrer chemischen Zusammensetzung nicht als Wasserlieferanten in Frage kamen, gingen Forscher bisher davon aus, dass Asteroiden mehr als 90 Prozent des Ozeanwassers auf unseren Planeten brachten.

Mit dem Weltraumteleskop Herschel analysierte ein Forscherteam um Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau nun aber die Gas- und Staubhülle um den Kometen 103P/Hartley 2. Hierin finden sich die Bestandteile seines eisigen Kerns, die beim Annähern an die Sonne verdampften. Im aufgezeichneten Spektrum identifizierten die Wissenschaftler sowohl charakteristische Spuren von gewöhnlichem Wasser als auch von so genanntem halbschweren Wasser, in dem eines der beiden Wasserstoffatome im Molekül durch ein Deuteriumatom ersetzt wird. Letzteres besteht nicht nur aus einem Proton, wie einfacher Wasserstoff, sondern besitzt noch ein zusätzliches Neutron in seinem Atomkern. "Unsere Messungen ergaben, dass im Wasser von Hartley 2 auf jedes Deuteriumatom etwa 6200 'normale' Wasserstoffatome kommen", berichtet Hartogh.

Wasser des Kometen 103P/Hartley 2
Wasser des Kometen 103P/Hartley 2 | Das Wasser des Kometen 103P/Hartley – hier ein Bild vom November 2010 – weist ein ähnliches Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis auf wie das Wasser auf der Erde. Ebenfalls zu sehen sind die Spektren von gewöhnlichem und halbschwerem Wasser, wie die Forscher es mit dem Weltraumobservatorium Herschel bei dem Kometen beobachteten. Während gewöhnliches Wasser aus zwei einfachen Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht (H2O), setzt sich halbschweres Wasser aus einem einfachen Wasserstoffatom, einem Deuteriumatom sowie einem Sauerstoffatom zusammen (HDO).
Dieses Isotopenverhältnis stimmt nahezu mit dem von irdischen Ozeanen überein, welches bei etwa 1:6400 liegt. Es sei das erste Mal, dass erdähnliches Wasser in einem Kometen gefunden worden sei, so die Forscher. Sechs weitere Schweifsterne, die man in den vergangenen Jahren mit demselben Instrument untersucht hatte, wiesen dagegen deutlich mehr Deuterium auf als die Meere auf unserem Planeten. Kometen könnten deshalb nicht mehr als zehn Prozent des irdischen Meerwassers geliefert haben, so die Folgerung. Modelle legten nahe, dass Wasser vor allem durch Asteroideneinschläge zur Erde kam.

"Unsere Beobachtungen weisen erstmals darauf hin, dass Kometen eine deutlich wichtigere Rolle gespielt haben könnten", sagt Koautorin Miriam Rengel vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Grund für die abweichende chemische Zusammensetzung von 103P/Hartley 2 könnte sein Ursprung sein: Er entstand vermutlich im Kuipergürtel, einem ringförmigen Gebiet jenseits des Neptunorbits, während die bisher erforschten Exemplare aus einer anderen Region des Sonnensystems stammen.

Über die Quelle von flüchtigen Substanzen auf der Erde, insbesondere Wasser, diskutieren Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Neben kosmischen Lieferanten wird auch das Magma der noch jungen Erde als mögliche Quelle gehandelt, aus dem Wasser ausgaste. (mp)

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