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Wie das Wasser auf die Erde kam

Astronomie|Physik

Wie das Wasser auf die Erde kam
Sonne und Erde sind aus demselben Gasnebel entstanden. Man glaubt, dass das D/H-Verhältnis ? das Verhältnis von schwerem zu leichtem Wasserstoff ? in diesem Protonebel überall das gleiche war. Trotzdem ist das heute auf der Erde in Wasser gemessene D/H-Verhältnis siebeneinhalb Mal so groß wie das der frühen Sonne. Francois Robert vom Landeszentrum für Wissehschaftsforschung (CNRS) in Paris versucht im Fachmagazin Science, der Lösung dieses Rätsels etwas näher zu kommen.

Schwerer Wasserstoff, auch Deuterium genannt, unterscheidet sich von gewöhnlichem Wasserstoff durch ein zusätzliches Neutron im Atomkern. Weil Deuterium schwerer als Wasserstoff ist, verhält es sich bei manchen physikalischen Prozessen anders als Wasserstoff. Solche Prozesse verändern das D/H-Verhältnis. Deshalb sagt das jeweilige D/H-Verhältnis etwas über die Vergangenheit des Wasserstoffs oder Wassers aus.

Deuterium ist weitaus seltener als Wasserstoff. Auf der Erde kommen heute auf eine Million Wasserstoff-Atome 149 Deuterium-Atome. In der frühen Sonne waren es nur 20 Deuterium-Atome.

Modellrechnungen zeigen, dass interstellares Eis, das von außen in den Protonebel eindrang, das am Anfang konstante D/H-Verhältnis beeinflusste: Zum Mittelpunkt des Protonebels hin nahm das D/H-Verhältnis ab. Für die Erdbahn liefern diese Rechnungen einen Wert von 80 Deuterium-Atomen auf eine Million Wasserstoff-Atome. Das ist fast die Hälfte zu wenig.

Demnach muss die Erde Wasser von weiter außen liegenden Bereichen des Sonnensystems bekommen haben. Weitere Modellrechnungen deuten darauf hin, dass Kollisionen der frühen Erde mit einigen großen Objekten aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter das D/H-Verhältnis weiter erhöht haben.

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Robert weist darauf hin, dass längst nicht alle Fragen geklärt sind. Mehr Informationen über die D/H-Verhältnisse in unserem Sonnensystem erhofft er sich von Raumfahrtmissionen zu den äußeren Planeten und Asteroiden.

Axel Tillemans
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