Wo in aller Welt kam das Wasser her?

Beweise aus der Analyse von Mondproben deuten darauf hin, dass Erde und Mond, obwohl sie durch einen riesigen Einschlag entstanden sind, größtenteils eine Fülle ursprünglicher flüchtiger Elemente, einschließlich Wasser, enthielten. Kredit: Adam Connell/LLNL Foto

Die Wasserversorgung der Erde ist sehr wichtig für ihre Fähigkeit, Leben zu erhalten, aber woher kam dieses Wasser? Gab es sie bei der Entstehung der Erde oder wurden sie später von Meteoriten oder Kometen aus dem Weltall geliefert?

Die Quelle des Wassers auf der Erde ist seit langem Gegenstand von Debatten und Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) glauben, dass sie die Antwort haben – und sie fanden sie, indem sie sich Mondgestein ansahen.

Denn das Erde-Mond-System entstand schon sehr früh aus dem Einfluss zweier großer Körper Geschichte des SonnensystemsIhre Geschichte ist eng miteinander verbunden. Und da dem Mond Plattentektonik und atmosphärische Bedingungen fehlen, Prozesse, die dazu neigen, Beweise auf der Erde zu löschen oder zu verdecken, ist der Mond tatsächlich ein großartiger Ort, um nach Hinweisen auf die Wassergeschichte der Erde zu suchen.

Obwohl fast 70 Prozent der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, ist der Planet im Allgemeinen im Vergleich zu vielen anderen Körpern im Sonnensystem ein relativ trockener Ort. Der Mond ist trockener. Die gängige Meinung war, dass der Mangel an flüchtigen Spezies (wie Wasser) auf der Erde – insbesondere auf dem Mond – auf eine so heftige Wirkung zurückzuführen war, dass die flüchtigen Elemente erschöpft waren.

Aber durch die Betrachtung der Isotopenzusammensetzung des Mondgesteins stellte das Team fest, dass die Objekte, die an dem Aufprall beteiligt waren, der das Erde-Mond-System formte, vor und nicht wegen der Kollision sehr geringe Mengen an flüchtigen Elementen aufwiesen. Insbesondere verwendete das Team die relative Menge des flüchtigen und radioaktiven Isotops Rubidium-87 (⁸⁷Rb), das sich aus seinem Tochterisotop Strontium-87 (⁸⁷Sr), um das Rb-Budget im Erde-Mond-System bei seiner Entstehung zu bestimmen. Das Team fand es, weil ⁸⁷Sr, ein Indikator für das schwankende langfristige Budget des Mondes, war sehr niedrig, und die kollidierenden Objekte müssen zunächst trocken gewesen sein, und seitdem hätte nicht viel hinzugefügt werden können.

„Die Erde wurde entweder mit dem Wasser geboren, das wir hatten, oder wir wurden von etwas getroffen, das im Wesentlichen reines H war₂Oh, mit nicht viel drin. Diese Arbeit eliminiert Meteoriten oder Asteroiden als potenzielle Wasserquellen auf der Erde und weist stark auf die Option „damit geboren“ hin, sagte der kosmische Chemiker Greg Brenica, Co-Autor der Veröffentlichung.

Diese Arbeit hat nicht nur die potenzielle Wasserquelle der Erde erheblich eingegrenzt, sondern auch gezeigt, dass die großen Objekte, die kollidieren, aus dem inneren Sonnensystem stammen müssen und das Ereignis vor 4,45 Milliarden Jahren nicht stattgefunden haben kann, was die Entstehung stark reduziert. Mondfenster.

Laut Lars Burg, dem Hauptautor der Studie: „Es gab nur wenige Arten von Material, die sich zu Erde und Mond verbinden konnten, und es war nicht seltsam – es ist wahrscheinlich, dass beide nur große Körper waren, die sich ungefähr im selben gebildet haben Region, die zufällig nach mehr als einem Jahr zusammenschlugen, etwas 100 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems … aber wir haben das Glück, dass sie genau das getan haben.“

Referenz: „The Origin of the Volatile Elements in the Earth-Moon System“ von Lars E. Burg, Gregory A. Bernica und Thomas S. Kroyer, 14. Februar 2022 Hier verfügbar. Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2115726119

Die Suche erscheint in Proceedings of the National Academy of Sciences. Auch der LLNL-Wissenschaftler Thomas Kruijer trug zur Forschung bei. Die Arbeit wurde finanziert durch NASA und ein labororientiertes Forschungs- und Entwicklungsprogramm.