(NASA/Reid Wiseman) Wir wissen nicht, wie das Leben auf der Erde entstanden ist, aber eines ist sicher: Das Leben, wie wir es auf unserem Planeten kennen, würde ohne das Wasser, das sich um die Oberfläche legt, in Bächen fließt und vom Himmel fällt, nicht existieren.
Unser Planet ist der einzige, von dem bekannt ist, dass es Leben gibt, und der einzige, auf dem es reichlich flüssiges Wasser gibt (Monde sind es). eine andere Geschichte ). Es gibt große Fragezeichen darüber, wo und wie es herkam, aber neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es hier im Sonnensystem war, bevor die Erde überhaupt entstand.
Laut einem Team unter der Leitung des Geochemikers Jérôme Aléon vom französischen Nationalmuseum für Naturgeschichte stimmen die Wasserisotope in einem Meteoriten aus der Entstehung des Sonnensystems mit den Wasserisotopen überein, die heute auf der Erde gefunden werden.
„Die anfängliche Isotopenzusammensetzung von Wasser im Sonnensystem ist von größter Bedeutung für das Verständnis des Ursprungs von Wasser auf Planetenkörpern, bleibt aber trotz zahlreicher Studien unbekannt.“ schreiben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Hier verwenden wir die Isotopenzusammensetzung von Wasserstoff in kalzium-aluminiumreichen Einschlüssen (CAIs) aus primitiven Meteoriten, den ältesten Gesteinen des Sonnensystems, um die Wasserstoffisotopenzusammensetzung von Wasser zu Beginn der Entstehung des Sonnensystems zu bestimmen.“
Bestimmte Arten von Meteoriten können seit der Geburt des Sonnensystems als Zeitkapseln fungieren. Ein Stern entsteht aus einer Wolke aus Gas und Staub, die unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbricht, was als Zusammenbruch der protostellaren Hülle bekannt ist.
Währenddessen flacht das Material in der ihn umgebenden Wolke zu einer Scheibe ab, die den wachsenden, sich drehenden Stern speist. Sobald die Wolke ihr Wachstum beendet hat, bildet der Rest dieser Wolke alles andere im System dieses Sterns – Planeten, Asteroiden, Kometen und so weiter.
Viele dieser Dinge sind sogar älter als die Erde; radiometrische Datierung deutet darauf hin, dass sich die Erde gebildet hat Vor 4,54 Milliarden Jahren . Und durch pures Glück landen einige dieser Steine direkt vor unserer Haustür.
Der gesamte Akkretionsprozess erhitzt und drückt diese Urmaterialien normalerweise in Formen, die Spuren ihrer Herkunft verwischen. Dies hat die Analyse seines Wassergehalts zu einer Herausforderung gemacht.
Dennoch gibt es gelegentlich Gesteinsproben, die an die Erdoberfläche gelangen und nur wenige Anzeichen einer Überhitzung aufweisen, was den Forschern eine erstklassige Gelegenheit bietet.
Der Efremovka-Meteorit, der 1962 in Kasachstan gefunden wurde, weist Elemente auf, die auf die Zeit vor 4,57 Milliarden Jahren datiert werden. Es war dieser Meteorit und seine alten Einschlüsse, die reich an Kalzium und Aluminium sind, die Aléon und seine Kollegen mit einer neuen, eigens für diesen Zweck entwickelten Technik analysierten.
Um den Wassergehalt des Meteoriten zu messen, verwendeten sie fokussierter Ionenstrahl Bildgebung, um alle Mineralien in ihrer Probe zu identifizieren und zu untersuchen und die Ergebnisse mit acht terrestrischen Referenzmaterialien mit einem breiten Spektrum an Wassergehalten zu vergleichen. Anschließend untersuchten sie das Verhältnis der Wasserstoffisotope im Meteoriten.
Diese Verhältnisse können faszinierenderweise verwendet werden, um die Signatur von Wasser zu identifizieren. Isotope sind Varianten eines Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl; Deuterium – auch schwerer Wasserstoff genannt – hat ein Proton und ein Neutron. Protium oder leichter Wasserstoff hat ein Proton und keine Neutronen.
Da Wasserstoff einer der Bestandteile von Wasser ist, kann das Verhältnis dieser beiden Isotope in Gesteinen Aufschluss über das Wasser geben, dem das Gestein ausgesetzt war. Zum Beispiel, Protium ist das dominierende Wasserstoffisotop Hier auf der Erde. An Mars , Deuterium ist das dominierende Isotop, was uns sagt, dass etwas das leichtere Protium entfernen könnte.
Die Mineralien und Verhältnisse im Efremovka-Meteoriten zeigten, dass in den ersten 200.000 Jahren der Geschichte unseres Sonnensystems, bevor sich die Planetesimale (das sind Planetenkeime) bildeten, zwei große Gasreservoirs existierten. Eines dieser Reservoire enthielt das Solargas, aus dem schließlich die Materie im Sonnensystem kondensierte.
Der andere war, wie das Team herausfand, reich an Wasser. Dieses Wasser stammte wahrscheinlich aus einem massiven Zufluss interstellaren Materials, das zum Zeitpunkt des Zusammenbruchs der protostellaren Hülle in Richtung des inneren Sonnensystems fiel.
Und faszinierenderweise ist dieses Wasser in seiner Isotopenzusammensetzung dem Wasser der Erde sehr ähnlich. Dies deutet darauf hin, dass Wasser im frühen Sonnensystem von Anfang an vorhanden war – bevor die Erde auch nur ein Funkeln in der protoplanetaren Scheibe war.
„Die allgegenwärtige Wasserstoffisotopenzusammensetzung, die in großen, früh gebildeten tellurischen Planetesimalen beobachtet wird … wurde in den ersten 100.000 Jahren des Sonnensystems aufgrund eines massiven Zustroms interstellarer Materie erreicht, die direkt in das innere Sonnensystem eindringt und nicht in einem erzeugt wird.“ weiter entwickelte protoplanetare Scheibe“, schreiben die Forscher .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie .