Direkt zum Inhalt

Wasser auf der Erde: Die Sonne half bei unseren Ozeanen mit

Woher das viele Wasser auf der Erde stammt, ist traditionell umstritten. Die Sonne als Quelle hatte bisher kaum wer auf dem Schirm. Wohl zu Unrecht.
Erde vom Mondkrater Compton aus gesehen. LRO-Aufnahme vom 12. Okt. 2015

Die Erde wird nicht umsonst Blauer Planet genannt: Sie besteht im Vergleich zu anderen Gesteinsplaneten zu weitaus größeren Teilen aus Wasser, und Ozeane bedecken mehr als 70 Prozent ihrer Oberfläche. Woher das viele Wasser auf der Erde eigentlich stammt, ist dabei eine seit Langem heiß diskutierte Frage unter Astronomen und Geowissenschaftlern. Verschiedene Theorien versuchen sie zu beantworten: Es könnte sein, dass das Wasser schon im Baumaterial enthalten war, als die Erde sich aus kleineren Brocken in der Frühphase der Entstehung nach und nach zusammenbaute; andere meinten, dass das Baumaterial viel zu trocken war. Nun formuliert ein Forscherteam im Fachblatt »Nature Astronomy« eine weitere Idee: Das irdische Wasser stammt demnach auch zumindest ein wenig aus der Sonne.

Das Team um Michelle Thompson von der Purdue University und Luke Daly von der University of Glasgow hatte nach einer möglichen Quelle gesucht, die Wasser mit dem für die Erde passenden Isotopenmischverhältnis irgendwann im Laufe der Planetenentstehung geliefert hat. Mittlerweile vermutet man diese Quelle irgendwo im äußeren Sonnensystem: Denkbar wäre etwa, dass nasse, so genannte C-Typ-Asteroiden jenseits der Bahnen von Saturn und Jupiter Wasserspender waren: Sie gelten als Ursprung der Meteoritenklasse der »kohligen Chondrite«, besonders urtümlichen Meteoriten. Das Wasser von kohligen Chondriten weist eine halbwegs passende Wasserstoff-Isotopen-Zusammensetzung auf: Das Verhältnis von schwerem Deuterium zu normal leichtem Wasserstoff entspricht in etwa dem des irdischen Wassers.

Allerdings nur in etwa, nicht ganz: Vor allem das Wasser im Erdmantel, aber auch im Ozean ist etwas leichter, enthält also weniger Deuterium. Auf der Suche nach weiteren Indizien haben Daly, Thompson und Co daher nun Proben des S-Typ-Asteroiden Itokawa untersucht, die von der japanischen Sonde Hayabusa gesammelt und 2010 zur Erde transportiert worden waren. Dabei gingen die Forscherinnen und Forscher vor allem einer Frage nach: Kann es sein, dass der Sonnenwind die Asteroidenoberfläche verändert – und damit auch das Wasserreservoir des Gesteins?

Tatsächlich scheint das der Fall zu sein, wie die Analyse der obersten 50 Nanometer dicken Schicht auf der Außenseite der Staubbröckchen von Itokawa zeigt. Vor allem ist der Staub hier ziemlich nass: Wäre der gesamte Asteroid ähnlich zusammengesetzt wie hier, dann würde jeder Kubikmeter 20 Liter Wasser mitführen. Die Wassermoleküle enthalten dabei leichten Wasserstoff, kein Deuterium. Ganz offenbar entsteht dieses Wasser in einem astrochemischen Prozess im Laufe der Zeit, wenn die Wasserstoffatome des Sonnenwindes mit dem Sauerstoff aus Silikatgestein zu Wasser, H2O und OH reagieren. Das bestätigen auch Experimente im Labor des Teams, bei dem sie Protonen auf Gestein schossen und anschließend Wassermoleküle nachweisen konnten.

Für die Forscher steht fest, dass dieser Mechanismus der Wasserentstehung im Sonnensystem eine bisher unterschätzte Bedeutung hat: Überall dort, wo Silikatgestein dem Sonnenwind ausgesetzt ist, werde Wasser entstehen. Auch zum Beispiel auf dem Mond. Dies könnte in ferner Zukunft einmal die Wasserversorgung von Astronauten dort oder auf anderen Felsbrocken erleichtern. Man sollte den Prozess jedenfalls einkalkulieren, wenn man die Quelle des Wassers auf der Erde eingrenzen möchte: Demnach hat sich das leichte, unter Sonnenwindbeschuss entstandene Wasser in das schwerere Gemisch der kohligen Chondrite gemischt. Das Wasser der Erde stammt damit aus mehreren Quellen – und die Sonne hat, als eine dieser Quellen, zumindest Wasserstoff beigesteuert.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte