Wasser auf der Erde

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Aufnahme der Sternwiege in NGC 3603, in der sich Sterne stürmisch aus den ausgedehnten Wolken von Gas und Staub des Nebels bilden. Astronomen haben entdeckt, daß sich Wasser in unserem Sonnensystem nahezu sicher großteils von interstellarem Wasser herleitet anstatt sich vor Ort gebildet zu haben und daß folglich bei anderen Sternsystemen zu erwarten wäre, daß sie ebenfalls Wasser enthalten. ESO

 

Wasser, der entscheidende Bestandteil für das Leben, ist nicht nur auf der Erde vorhanden, es ist zudem auch im gesamten Sonnensystem allgegenwärtig. Entweder als Eis oder zuweilen als Flüssigkeit hat man Wasser in Kometen, auf den eisigen Monden der Riesenplaneten und sogar in den schattigen Kratern des Merkurs entdeckt. Wasser hat in hydrathaltigen Mineralien von Meteoriten, die unsere Atmosphäre durchdrungen haben, in Mondbasalten, die Astronauten zurückgebracht haben und in Schmelzeinschlüssen, die man in Gesteinsproben gefunden hat, die vom Mars stammen und ihren Weg auf die Erde gefunden haben, seine Spuren hinterlassen. Kometen und Asteroiden (wie in Meteoriten aufgespürt) sind die ältesten noch erhaltenen, einfachsten Objekte, die Wasser enthalten. Sie stellen eine natürliche Zeitkapsel der Bedingungen dar, die während des Zeitalters der Planetenentstehung im Sonnensystem herrschten.

Niemand weiß genau, wann und wo sich dieses Eis bildete. Wasser könnte schon in dem dichten interstellaren Medium, aus dem sich die Sonne bildete, vorhanden gewesen sein oder es könnte irgendwie innerhalb des solaren Nebels entstanden sein, nachdem dieser sich entwickelte. Die Astronomen versuchen herauszufinden, welche der beiden Möglichkeiten zutrifft. Die erste Aussage läßt vermuten, daß alle Planeten bildenden Systeme reichlich Wassereis aufweisen müssten, während die zweite Aussage vermutlich bedeutet, daß sich das Vorhandensein von Wasser von Sternsystem zu Sternsystem dramatisch ändern kann.

Wasser besteht gewöhnlich aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, H2O, aber es kann auch in deuterierter Form vorkommen, bei dem ein Deuteriumatom ein Wasserstoffatom ersetzt. Der Anteil an deuteriertem Wasser in einer Probe ist ein aussagekräftiges Maß über das Alter und die Herkunft der Probe: interstellares Eis ist stark mit der deuterierten Form ange-reichert, da die Chemie des interstellaren Raums – insbesondere die ionisierende Strahlung – bevorzugt normales Wasser, also H2O, zerstört. Eis im interstellaren Raum kann einen zwei- bis dreißigmal so hohen Anteil an deuteriertem Wasser aufweisen als das auf der Erde gefundene Eis.

Ein Team aus sieben Astronomen führte umfangreiche Modellrechnungen der protoplanetaren Scheibe durch, die sich um neue Sterne bildet, in die auch die Effekte der Ionisation durch ultraviolette Strahlung und der Einfluß radioaktiver Elemente in dem Material eingeflossen sind. In der neuesten Ausgabe von Science berichtet die Gruppe über eine Reihe von Ergebnissen. Dazu gehört, daß der junge solare Nebel ursprüngliches interstellares Eis enthalten haben muß. Ein beachtlicher Anteil des Wassers aus dem Sonnensystem ist deshalb älter als die Sonne. Wenn das Sonnensystem charakteristisch ist, so schließen die Wissenschaftler, dann sollte interstellares Eis in einer stellaren Geburtswolke für alle jungen protoplanetaren Systeme vorhanden sein.

Literatur:
„The Ancient Heritage of Water Ice in the Solar System“
L. Ilsedore Cleeves, Edwin A. Bergin, Conel M. O’D. Alexander, Fujun Du, Dawn Graninger, Karin I. Öberg, Tim J. Harries
Science 26 Sep 2014: Vol. 345, Issue 6204, pp. 1590-1593