Haben Kometen Wasser auf die Erde gebracht?

Astronomen streiten seit einigen Jahren darüber, dass Kometen der Erde ihr Wasser gebracht haben. 2011 nutzte ein internationales Astronomenteam das Herschel-Weltraumobservatorium, um den Kometen Hartley 2 (103P/Hartley) zu untersuchen.veröffentlichte ihre Ergebnisseauf dem ersten Kometen bestätigt, dass er ozeanähnliches Wasser enthält.


Neben dem Leben ist das größte Unterscheidungsmerkmal der Erde von anderen Planeten im Sonnensystem das Vorhandensein großer Mengen an flüssigem Wasser. Wassermoleküle wurden in Nebeln in weit entfernten Bereichen der Galaxie gefunden, daher ist Wasser selbst im Universum keine Seltenheit. Es mag also überraschend sein zu erfahren, dass niemand wirklich weiß, wie das gesamte Wasser der Erde hierher gekommen ist!

Komet Hartley 2. Bildquelle: NASA


Im Laufe der Jahre haben sich vier prominente Theorien zur Erklärung des Ursprungs von Wasser auf der Erde durchgesetzt. In einem schlugen wasserreiche Asteroiden und Meteoriten auf die junge Erde ein und verteilten Wasser mit roher Gewalt über den Planeten. In einem anderen ruhigeren Prozess bildeten sich die Ozeane, als sich Wasserstoff und Sauerstoff in den Materialien, aus denen die Erde bestand (z . Eine neuere Theorie besagt, dass Wassermoleküle tatsächlich an den Oberflächen der interstellaren Staubkörner hafteten, die das Sonnensystem bildeten. In diesem Fall sammelte sich Wasser gleichzeitig mit dem Rest des Planeten an. Und nicht zuletzt die Kometen.

Komet Hyakutake. Bildquelle: E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Sternwarte

Jahrzehntelang galt als allgemein anerkannt, dass Kometen einen großen Teil des Wassers auf die Urerde brachten. Trotz des scheinbar logischen Zusammenhangs zwischen Kometen und Ozeanen gibt es bei dieser Theorie ein ernsthaftes Problem: Die Zusammensetzung des bisher in Kometen nachgewiesenen Wassers unterscheidet sich grundlegend von der der Ozeane der Erde, sodass es sich nicht um ein Primärwasser handeln kann Quelle. Dieses Problem war ernst genug, um das Kometenquellenmodell insgesamt zu bedrohen. Oder zumindest war es das bis jetzt.

Wasser ist nicht gleich Wasser




Das Zusammensetzungsproblem, das das Kometenmodell verfolgt hat, hat seine Wurzeln in der atomaren Struktur des Ozeanwassers. Es stellt sich heraus, dass nicht alles Meerwasser aus „normalem“ Wasser (d. h. H2O) besteht. Etwa eines von 3.200 Wassermolekülen im Ozean ist aschweres WasserMolekül aus Deuterium – ein Wasserstoffatom mit einem zusätzlichen Neutron. Wenn sich dieses Wasserstoffisotop mit Sauerstoff zu Wasser verbindet, ist es tatsächlich etwa 10 Prozent schwerer als die viel häufigere Form von Wasser, die überall auf der Erde zu finden ist.

Jede Theorie des Wassertransports aus dem Weltraum zur Erde muss dieses spezifische Verhältnis von regulären zu schweren Wassermolekülen berücksichtigen. Aus diesem Grund favorisieren viele Forscher beispielsweise das Asteroideneinschlagsmodell; Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass Asteroiden und einige Meteoriten das richtige Verhältnis von schwerem zu normalem Wasser enthalten.

Damit Kometen eine Quelle des Ozeanwassers der Erde sein können, müssen auch sie genau das richtige Verhältnis von schwerem zu normalem Wasser enthalten. Aber bis Komet Hartley 2 war kein Komet gefunden worden, der dieses entscheidende Kriterium erfüllte.

Tatsächlich war die spezifische Chemie der Kometen bis in die 1980er Jahre unbekannt, als die ersten direkten Messungen des Kometeneises auf dem Halleyschen Kometen und – Jahre später – dem Kometen Hyakutake durchgeführt wurden. Leider enthielten diese beiden Kometen doppelt so viel schweres Wasser wie im Wasser auf der Erde. Das bedeutete, dass sie und Kometen wie sie unmöglich eine Quelle für Meerwasser sein konnten. Das Kometenmodell sank schnell.


Doch die Wissenschaftler wollten nicht aufgeben. Im Jahr 2000 nutzten Wissenschaftler eine seltene Gelegenheit, um eine weitere Messung des Kometenwassers durchzuführen, als der Komet LINEAR bei Annäherung an die Sonne zerbrach. Während das richtige Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff nicht direkt gemessen wurde, deuteten andere chemische Tracer stark darauf hin, dass Deuterium genau in der richtigen Menge vorhanden war, um die Zusammensetzung des Ozeanwassers zu erklären.

In den nächsten 10 Jahren war sich die Jury immer noch unschlüssig, ob Kometen die richtige Menge an Deuterium enthalten könnten oder nicht. Heutzutage scheinen Kometen dank Comet Hartley 2 wieder im Spiel zu sein!

Es wird angenommen, dass Kometen wie Hartley 2 und LINEAR, die beide aus dem Kuipergürtel in der Nähe der Jupiterbahn stammen, die entsprechende Menge an schwerem Wasser besitzen. Solche Kometen zu finden ist eine Herausforderung, da Gravitationsstörungen diese Kometenquelle im Laufe der Zeit erschöpft haben. Die Kometen Halley und Hyukatake stammen nicht aus derselben Region, was ihre völlig unterschiedliche chemische Zusammensetzung erklärt.

NASA-Bild des Kerns von Hartley 2 mit überlagerten Spektren des normalen und schweren Wassers, wie es von einem Ferninfrarot-Instrument an Bord des Herschel-Weltraumobservatoriums beobachtet wurde. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/R. Verletzt


Ted Bergin von der University of Michigan – ein Mitglied des Teams, das 2011 im Kometen Hartley 2 ozeanähnliches Wasser entdeckte – bestätigte, dass das Ergebnis auf einer Probe basiert. Er sagte ForVM letzten Herbst:

Wir müssen wirklich wissen, ob dieser Komet ein repräsentatives Mitglied des Kuipergürtels ist. Es ist eine sehr wichtige Messung, aber wir brauchen mehr, um die Teile dieses Puzzles zusammenzusetzen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Menge an Material da draußen, die zu den Ozeanen der Erde hätte beitragen können, vielleicht größer ist, als wir dachten. Was dies zur Geschichte hinzufügt, ist, dass das Reservoir an Material, das potenziell mit der richtigen „Art“ von Wasser auf die Erde gebracht werden kann, viel größer ist. Dies bedeutet nicht, dass Kometen Wasser auf die Erde gebracht haben, sondern dass sie es könnten.

Während es sehr wahrscheinlich ist, dass Wasser durch eine Vielzahl von Prozessen auf die Erde gelangt ist, bekräftigt dieser neueste Befund die Theorie, dass Kometen möglicherweise viel mehr Wasser zur Erde beigetragen haben, als kürzlich angenommen wurde.

Nun, was den Ursprung der Kometen selbst angeht? Das ist eine Frage für einen weiteren Regentag.

Fazit: Astronomen streiten seit Jahrzehnten darüber, wie die Erde ihr Wasser bekommen hat. Im Jahr 2011 fand ein internationales Team von Astronomen, darunter Ted Bergin von der University of Michigan, mit dem Herschel-Weltraumobservatorium zur Untersuchung des Kometen Hartley 2 (103P/Hartley) den ersten Kometen, der ozeanähnliches Wasser enthält. Der Komet ist Komet Hartley 2.Diese Ergebnisse sind online erschienen5. Oktober 2011, im JournalNatur.

Das eisige Herz von Comet Hartley 2 taumelt mit wechselnder Geschwindigkeit