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Sonntag, 11.12.2016
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Rosetta-Daten torpedieren Kometen-Theorie

Deuterium-Gehalte sprechen gegen Kometen als Wasserbringer für die junge Erde

Überraschung am Kometen: Messdaten der ESA-Raumsonde Rosetta zeigen, dass das Wasser des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko ganz anders zusammengesetzt ist als das der Erde. Es enthält drei Mal so viel Deuterium, wie Forscher im Fachmagazin "Science" berichten. Das aber widerspricht der Theorie, dass dieser Kometentyp einst der Haupt-Wasserbringer für die junge Erde war. Die Frage, wie einst das Wasser auf unseren Planeten gelangt, ist damit wieder offen.
Kometeneinschläge auf einem jungen Planeten - sie könnten auch der jungen Erde Wasser geliefert haben.

Kometeneinschläge auf einem jungen Planeten - sie könnten auch der jungen Erde Wasser geliefert haben.

Die junge Erde war vor allem eins: knochentrocken. Denn in den frühen Tagen des Sonnensystems war die Erde noch so heiß, dass alle leicht flüchtigen Stoffe verdampften – und damit auch das Wasser. Das aber bedeutet, dass nahezu alles Wasser der heutigen Erde nachträglich hinzu gekommen sein muss. Als wahrscheinlichste Wasserbringer gelten schon seit längerem Asteroiden und Kometen. Denn sie stammen aus weiter außen liegenden Zonen des Sonnensystems und tragen daher noch reichlich Wasser in sich. Ihre Einschläge könnten daher das kostbare Nass auf die junge Erde gebracht haben.

Das Deuterium ist entscheidend


Stimmt diese Theorie, dann müsste das Wasser der Asteroiden und Kometen die gleiche Zusammensetzung haben wie das irdische Wasser. Übereinstimmen muss dafür vor allem der Gehalt an Deuterium, schwerem Wasserstoff. In den Wassermolekülen der Erde trägt jedes 6.400. Wasserstoffatom ein Neutron zusätzlich in seinem Kern und wird damit zu Deuterium. Nach gängiger Theorie verändert sich das Deuterium-Verhältnis mit der Entfernung eines Himmelskörpers von der Sonne und abhängig von der Bildungszeit des Wassers.

Tatsächlich stimmt das Wasser in den meisten Meteoriten aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter gut mit dem irdischen Waser überein. Diese Gesteinsbrocken könnten also durchaus Wasserbringer für die frühe Erde gewesen sein – sie enthalten aber nicht gerade viel Wasser.


Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko gehört auch zur Jupiter-Familie der Kometen

Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko gehört auch zur Jupiter-Familie der Kometen

Kometen als Haupt-Wasserbringer?


Bei den Kometen ist die Lage etwas komplizierter: Eigentlich wären diese "schmutzigen Schneebälle" wegen ihres hohen Eisanteils geradezu prädestiniert als Wasserbringer. Aber von den bisher analysierten elf Kometen zeigte nur einer, der Komet 103P/Hartley 2, eine Wasserzusammensetzung, die zu der der Erde passt. Aber ist er die Regel oder nur eine Ausnahme? Genau das sollte die ESA-Raumsonde Rosetta durch Messungen an ihrem Zielkometen 67P/Churyumov-Gerasimenko klären helfen.

Rosettas Zielkomet gehört ebenso wie Hartley 2 zur sogenannten Jupiter-Familie der Kometen. Diese Kometen entstanden einst in den Außenbezirken des Sonnensystems, im Kuipergürtel jenseits der Neptun-Umlaufbahn. Erst später wurden sie aus ihren Bahnen gelenkt und durchfliegen nun, beeinflusst von der Schwerkraft des Gasriesen Jupiter, das innere Sonnensystem. Sollten diese Kometen einst die Wasserbringer für die Erde gewesen sein, dann müsste auch das Deuteriumverhältnis von Churyumov-Gerasimenko mit dem der Erde übereinstimmen.

Die Messergebnisse von Rosetta zeigen deutlich, dass sich das Wasser von Churyumov-Gerasimenko von dem der Erde unterscheidet.

Die Messergebnisse von Rosetta zeigen deutlich, dass sich das Wasser von Churyumov-Gerasimenko von dem der Erde unterscheidet.

Viel zu viel Deuterium


Kathrin Altwegg von der Universität Bern und ihre Kollegen vom Rosetta-Team haben nun erste Messergebnisse des Massenspektrometers ROSINA an Bord der Raumsonde veröffentlicht – und die sorgen für eine Überraschung. Denn entgegen den Erwartungen enthält das Wasser des Kometen drei Mal mehr mehr Deuterium als das irdische und als das Wasser von Hartley 2.

"Dieses überraschende Ergebnis widerspricht der Idee, dass alle Kometen der Jupiter-Familie erdähnliches Wasser enthalten", sagt Altwegg. Stattdessen sind diese Kometen offenbar deutlich heterogener als angenommen. Das aber schwächt die Position der Kometen als Haupt-Wasserbringer der Erde. "Unsere Daten geben den Modellen mehr Gewicht, die die Asteroiden als die Hauptwasserquelle für die Ozeane der Erde sehen", so die Forscherin.

"Wir wussten, dass Rosettas Analysen dieses Kometen einige Überraschungen über das Sonnensystem zutage fördern würden", kommentiert Rosetta-Forscher Matt Taylor von der ESA. "Diese herausragenden Ergebnisse liefern nun den Debatten über die Herkunft des irdischen Wasser neuen Treibstoff." (Science, 2014; doi: 10.1126/science.1261952)

Mehr zu Rosetta in unserem Special
(ESA/ Science, 11.12.2014 - NPO)
 
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