Kometenwasser gleicht doch dem der irdischen Ozeane
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Greenbelt (USA) – Neue Analysen des Wassers auf dem Kometen 67P/Tschurjumov-Gerassimenko zeigen, dass dessen molekulare Signatur doch jener des Wassers in den irdischen Ozeanen ähnelt. Damit widerspricht dieses Ergebnis einigen jüngsten Studien und eröffnet erneut die Diskussion darüber, dass Kometen der sogenannten Jupiter-Familie zur Wasserlieferung auf die Erde beigetragen haben könnten.
Inhalt
Während ein Teil des irdischen Wassers wahrscheinlich aus dem Gas und Staub stammt, aus dem sich die Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren bildete, hätte ein Großteil davon durch die Nähe der Erde zur Sonne eigentlich verdampfen müssen. Die Frage, wie die Erde letztlich zu ihren Wassermengen kam, ist ein weiterhin kontrovers diskutiertes Thema.
Hintergrund
Studien zeigen, dass ein Teil des irdischen Wassers durch vulkanische Ausgasungen entstand: Wasserdampf kondensierte und regnete in die Ozeane zurück. Wissenschaftler haben jedoch auch Hinweise darauf gefunden, dass ein erheblicher Teil unseres Wassers aus Eis und Mineralien von Asteroiden und möglicherweise Kometen stammt, die auf die Erde einschlugen. Eine Welle solcher Kollisionen vor etwa 4 Milliarden Jahren könnte diesen Prozess ermöglicht haben.
Kontroverse um Kometen-Wasser
Während der Zusammenhang zwischen Asteroiden-Wasser und dem der Erde stark ist, war die Rolle der Kometen lange ein Rätsel. Analysen des Wassers von Kometen der sogenannten Jupiter-Familie – die primitives Material aus der frühen Geschichte des Sonnensystems enthalten und jenseits der Saturnbahn entstanden – zeigten eine Verbindung zum Wasser der irdischen Ozeane. Diese Verbindung basiert auf einer wichtigen molekularen Signatur: dem Verhältnis von Deuterium (D) zu normalem Wasserstoff (H).
Deuterium als Schlüssel zur Herkunft des Wassers
Deuterium, ein schwereres Isotop des Wasserstoffs, bildet sich häufiger in kalten Umgebungen. Objekte, die weit von der Sonne entfernt entstanden, wie Kometen, haben daher einen höheren Deuteriumgehalt als Objekte, die näher an der Sonne entstanden, wie Asteroiden. In den letzten Jahrzehnten zeigten Messungen bei einigen Jupiter-Familien-Kometen ähnliche Deuteriumwerte wie bei irdischem Wasser.
„Es schien wirklich so, als hätten diese Kometen eine wichtige Rolle bei der Lieferung von Wasser zur Erde gespielt“, sagte Kathleen Mandt, Planetenwissenschaftlerin am Goddard Space Flight Center der NASA. Mandt leitete die Studie, die am 13. November im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.adp2191) veröffentlicht wurde und die Deuterium-Konzentration von 67P neu bewertete.
Die Herausforderung durch Rosetta
Im Jahr 2014 stellte jedoch die Rosetta-Mission der ESA zur Untersuchung von 67P diese Annahme in Frage. Die Messungen von Rosetta ergaben die höchste Deuteriumkonzentration, die je bei einem Kometen gemessen wurde – etwa dreimal so viel wie in den Ozeanen der Erde. „Das war eine große Überraschung und hat uns dazu gebracht, alles neu zu überdenken“, erläutert Mandt.
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Ihr Team entwickelte eine neue statistische Methode, um die mehr als 16.000 Wasser-Messungen von Rosetta zu analysieren, die in der „Koma“, der Hülle aus Gas und Staub um 67P gesammelt wurden. Frühere Studien deuteten darauf hin, dass Staub die Messungen des Deuteriumverhältnisses beeinflussen könnte. Mandts Team war das erste, das alle Wasser-Messungen der gesamten Mission analysierte.
Staub beeinflusst Wasser-Messungen
Die Studie zeigte, dass Wasser mit hohem Deuteriumgehalt sich bevorzugt an Staubkörner bindet: „Wenn diese Staubkörner in die Koma eines Kometen gelangen, können sie den Eindruck erwecken, dass der Komet mehr Deuterium enthält als tatsächlich vorhanden ist.“ Weiter entfernt vom Kometenkern – in etwa 120 Kilometern Entfernung – verdunstet dieses deuteriumreiche Wasser jedoch, wodurch genauere Messungen möglich werden.
Diese Erkenntnis hat nicht nur Auswirkungen auf unser Verständnis der Rolle von Kometen bei der Wasserlieferung zur Erde, sondern auch auf die Interpretation früherer und zukünftiger Kometenbeobachtungen. „Das bedeutet, dass wir eine großartige Gelegenheit haben, unsere bisherigen Beobachtungen neu zu bewerten und uns besser auf zukünftige vorzubereiten, um die Staubeffekte zu berücksichtigen“, so Mandt abschließend.
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Recherchequelle: NASA
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