(Bildnachweis: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0)
Wasser. Alles Leben auf der Erde benötigt es auf die eine oder andere Weise, und es ist nicht zu übersehen, dass etwa 70 % der Oberfläche unseres Planeten mit diesem Stoff bedeckt sind. Daher ist die Frage, woher das Wasser auf der Erde stammt, ein sehr wichtiger Teil des Verständnisses der Ursprünge des Lebens, und die Forscher waren sich ziemlich sicher, dass sie wussten, wie es hierher kam – bis zum Jahr 2014.
Wissenschaftler glaubten bisher, dass die Flüssigkeitsreserven der Erde in den frühen Stadien der Erdentstehung auf eisigen Asteroiden und Kometen aus den äußeren Regionen des Sonnensystems hierher gelangten. Eine 2014 durchgeführte Analyse der molekularen Bestandteile des Wassers auf den Kometen, von denen das Wasser auf der Erde stammen könnte, ließ jedoch Zweifel an dieser Hypothese aufkommen. Und jetzt glauben die Forscher zu wissen, warum ihre Analyse des Wassers auf diesen Eiskörpern einen solchen Konflikt hervorrief.
Die Verbindung zwischen diesen Eiskometen – die als Kometen der Jupiter-Familie bezeichnet werden, weil ihre Umlaufbahnen durch den Gravitationseinfluss des Jupiters beeinflusst werden – und dem Wasser auf der Erde beruht auf einer molekularen Schlüsselsignatur. Diese Signatur hat mit bestimmten Verhältnissen der Wasserstoffvariante oder des Isotops Deuterium zu tun. Im Allgemeinen gibt das Verhältnis von Deuterium zu normalem Wasserstoff im Wasser den Wissenschaftlern einen deutlichen Hinweis darauf, wo das Wasser entstanden ist. Normalerweise bildet sich Wasser mit einem höheren Deuteriumgehalt eher in kälteren Umgebungen, was bedeutet, dass sich Wasser mit einem höheren Deuteriumgehalt weiter von der Sonne entfernt gebildet haben sollte.
In den letzten Jahrzehnten wurden in den Kondensstreifen mehrerer Kometen der Jupiter-Familie ähnliche Deuterium-Werte wie im Wasser der Erde festgestellt.
„Es sah wirklich so aus, als ob diese Kometen eine wichtige Rolle bei der Lieferung von Wasser zur Erde spielten“, sagte Kathleen Mandt, eine Planetenforscherin am Goddard Space Flight Center der NASA in einer Erklärung.
Aber die Ungewissheit wuchs, als die Rosetta-Mission der Europäischen Weltraumorganisation im Jahr 2014 auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, kurz 67P, höhere Konzentrationen von Deuterium auf jedem Kometen fand – etwa dreimal mehr Deuterium als in den Ozeanen der Erde, die etwa ein Deuteriumatom auf 6.420 Wasserstoffatome enthalten.
„Es war eine große Überraschung und hat uns dazu gebracht, alles zu überdenken“, sagte Mandt.
Ein Bild des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, aufgenommen am 25. März, einige Tage bevor Rosetta die Aminosäure Glycin in der Kometenatmosphäre (Coma) entdeckte. (Bildnachweis: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0)
Aber die Geschichte ist noch nicht zu Ende. Mandt und ihr Team beschlossen, die Deuterium-Messungen von Rosetta an 67P zu überprüfen, und durch Laborstudien und Kometenbeobachtungen fanden sie heraus, dass Kometenstaub die Messwerte des Deuterium-Verhältnisses beeinflussen könnte, die die Wissenschaftler im Dampf von 67P beobachtet haben.
Wenn Kometen auf ihrer Umlaufbahn näher an der Sonne vorbeiziehen, erwärmt sich ihre Oberfläche, wodurch Gas und Staub von der Kometenoberfläche freigesetzt werden können. Deuteriumhaltiges Wasser haftet leichter an Staubkörnern als normales Wasser, und wenn Eis, das an den Staubkörnern haftet, in den Dampfschweif eines Kometen freigesetzt wird, könnte dies bei Beobachtern den Eindruck erwecken, dass das Wasser im Kometen deuteriumreicher ist, als es tatsächlich ist.
„Ich war also neugierig, ob wir Beweise dafür finden könnten, dass dies bei 67P der Fall ist“, sagte Mandt. „Und dies ist einer dieser sehr seltenen Fälle, in denen man eine Hypothese aufstellt und sie dann tatsächlich findet.“
