Diese äußerst innovative Theorie erklärt den Ursprung des Wassers auf der Erde 💧
Basierend auf zahlreichen Beobachtungen im Sonnensystem sowie auf weiteren, mit dem Radioteleskop ALMA durchgeführten Beobachtungen von extrasolaren Trümmerscheiben wurde die Studie am 3. Dezember 2024 in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.
Wasser ist ein wesentliches Element des Lebens auf der Erde; dennoch glauben Wissenschaftler, dass die junge Erde bei ihrer Entstehung kein Wasser besaß. Da sie zu nah an der Sonne lag, wäre unser Planet anfänglich zu heiß gewesen, um Wasser zu halten. Die aktuellen Theorien deuten daher auf eine externe Zufuhr von Wasser hin, die in den ersten 100 Millionen Jahren der Erdgeschichte stattfand.
Bisher nahm die vorherrschende Theorie an, dass eisige Körper, ähnlich wie Kometen, mit der Erde kollidiert sind und so Wasser mitbrachten. Dieses Szenario erfordert jedoch ein kosmisches „Billardspiel“, bei dem komplexe dynamische Mechanismen diese eisigen Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt und in ausreichender Menge zur Erde schicken. Dieses doch recht zufällige Szenario wirft Fragen hinsichtlich seiner Robustheit und seiner Universalität in anderen extrasolaren Systemen auf.
Auf der Grundlage präziser Daten, die aus isotopischen Messungen in der Erdatmosphäre sowie aus jüngsten Beobachtungen von Asteroiden (insbesondere Ergebnisse von Weltraummissionen wie Hayabusa 2 und OSIRIS-REx) gewonnen wurden, konnte ein neues Modell zur Entwicklung des Asteroidengürtels erstellt und mit terrestrischen Daten getestet werden.
Ergänzend dazu wurden Beobachtungen von extrasolaren Scheiben, die unserem Asteroidengürtel ähneln, mit dem Radioteleskop ALMA durchgeführt, um die Universalität dieses neuen Mechanismus zur Wasserzufuhr zu überprüfen. Dieser Mechanismus könnte möglicherweise erfolgreich auf eine Vielzahl von extrasolaren Systemen angewandt werden.
Die neue Studie schlägt einen alternativen, weniger zufälligen Mechanismus vor
Wenn, wie heute angenommen, Asteroiden in einer kalten primordialen Scheibe aus Eis entstanden, dann hätten sich bei der Auflösung dieser jungen Scheibe die Asteroiden durch Erwärmung allmählich von ihrem Eis befreit und dieses in Form von Wasserdampf freigesetzt. Dieser Wasserdampf bildete dann eine neue, hauptsächlich aus Wasser bestehende Scheibe, die den Asteroidengürtel umgab und die Sonne umkreiste.
Schrittweise Darstellung eines neuen Modells zur Verteilung des Wassers auf den inneren Planeten des Sonnensystems, einschließlich der Erde. Fünf Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne setzen die Asteroiden des Hauptgürtels durch die Sonnenenergie Wasserdampf frei.
Dieses Dampfbad, das sich allmählich im inneren Sonnensystem ausbreitet, umhüllt schließlich die Planeten, die davon einen Teil einfangen, was zur Bildung der Ozeane zwischen 10 und 100 Millionen Jahre später beiträgt. © Sylvain Cnudde/Observatoire de Paris - PSL/LESIA
Unter dem Einfluss dynamischer Kräfte breitete sich diese aus Wasserdampf bestehende Scheibe allmählich aus und erreichte schließlich die inneren Planeten des Sonnensystems, einschließlich der Erde. Als sie in dieses Wasserdampfbad eintauchten, konnten die Planeten einen Teil davon aufnehmen und so zur Entstehung der Ozeane beitragen.
Dieser Mechanismus erlaubt auch, die Wasserpräsenz auf anderen Planeten im Sonnensystem zu erklären. Mit einer potenziell universellen Anwendbarkeit bietet er eine vielversprechende Perspektive, um Exoplaneten zu identifizieren, die Wasser und möglicherweise Leben beherbergen könnten.
Referenzen:
Quentin Kral et al, "An impact-free mechanism to deliver water to terrestrial planets and exoplanets", A&A, 3. Dezember 2024.