Wissenschaftler der Universität Münster haben entdeckt, dass die Erde ihr Wasser durch eine Kollision mit Theia erhalten hat. Theia war der alte Körper, der mit der Erde kollidierte und den Mond bildete. Ihre Entdeckung zeigt, dass das Wasser der Erde viel älter ist als bisher angenommen.
Die stehende Theorie für die Bildung des Mondes beinhaltet einen alten Körper namens Theia. Vor ungefähr 4,4 Milliarden Jahren kollidierte Theia mit der Erde. Die Kollision erzeugte einen massiven Trümmerring, und der Mond bildete sich aus diesen Trümmern.
Die stehende Theorie besagt auch, dass die Erde nach der Kollision mit Theia im Laufe der Zeit ihr Wasser gesammelt hat, wobei Kometen und Asteroiden das Wasser liefern. Die neue Studie der Universität Münster liefert jedoch Beweise, die eine andere Quelle für das Wasser der Erde belegen: Theia selbst.
"Unser Ansatz ist einzigartig, weil wir zum ersten Mal den Ursprung des Wassers auf der Erde mit der Bildung des Mondes in Verbindung bringen können."
Thorsten Kleine, Professor für Planetologie an der Universität Münster.
Wissenschaftler haben lange gedacht, dass Theia ein Körper aus dem inneren Sonnensystem ist, da er von Natur aus felsig ist. Die neue Studie besagt jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Stattdessen hatte Theia seinen Ursprung im äußeren Sonnensystem.
Der Schlüssel zum Verständnis dieser Ereignisse ist die Idee der nassen und trockenen Teile unseres Sonnensystems. Das Sonnensystem wurde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren gegründet, und wir wissen, dass die Art und Weise, wie es aufgebaut war, zu einer trockenen inneren Region und einer feuchten äußeren Region führte. Die Erde ist ein kleines Rätsel, weil sie sich in der trockenen Region, näher an der Sonne, gebildet hat und dennoch reichlich Wasser hat. Studien wie diese, die zu verstehen versuchen, wie die Erde an ihr Wasser kam, sind daher wichtig.
Vieles oder unser Verständnis des Wassers der Erde stammt von zwei Arten von Meteoriten: kohlenstoffhaltige Meteoriten, die reich an Wasser sind, und nicht kohlenstoffhaltige Meteoriten, die trockener sind. Und kohlenstoffhaltige Meteoriten stammen aus dem äußeren Sonnensystem, während die trockeneren nicht kohlenstoffhaltigen Meteoriten aus dem inneren Sonnensystem stammen. Hast du das alles?
Es gibt viele Hinweise darauf, dass das Wasser der Erde von den feuchten kohlenstoffhaltigen Meteoriten des äußeren Sonnensystems geliefert wurde, aber wann und wie dies geschah, war nie sicher. Diese Studie bringt eine gewisse Sicherheit in das Problem.
"Wir haben Molybdänisotope verwendet, um diese Frage zu beantworten."
Dr. Gerrit Budde, Hauptautor, Institut für Planetologie in Münster.
Die Studie heißt "Molybdän-Isotopen-Beweise für die späte Anreicherung von Material des äußeren Sonnensystems auf der Erde" und wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Wie der Titel deutlich macht, dreht sich alles um Isotope von Molybdän und den Unterschied zwischen dem Molybdän im Erdkern und dem Molybdän im Erdmantel.
„Wir haben Molybdänisotope verwendet, um diese Frage zu beantworten. Die Molybdänisotope ermöglichen eine klare Unterscheidung zwischen kohlenstoffhaltigem und nicht kohlenstoffhaltigem Material und stellen als solche einen „genetischen Fingerabdruck“ von Material aus dem äußeren und inneren Sonnensystem dar “, erklärt Dr. Gerrit Budde vom Institut für Planetologie in Münster und Hauptautor der Studie.
Warum Molybdän? Weil es eine sehr hilfreiche Eigenschaft hat, wenn es darum geht, die Frage nach der Herkunft des Erdwassers zu beantworten. Molybdän ist sehr eisenfreundlich, was bedeutet, dass das meiste davon im Erdkern vorhanden ist, der größtenteils aus Eisen besteht.
Der Kern ist uralt, weil die Erde in ihren frühen Tagen eine geschmolzene Kugel war und schwerere Elemente wie Eisen wanderten, um den Kern zu bilden. Da Molybdän Eisen liebt, ging Molybdän auch in den Kern. Es gibt aber auch Molybdän in der Erdkruste, das nach dem Abkühlen an die Erde geliefert worden sein muss, sonst wäre es auch in den Kern gewandert. Die Erde hat also zwei Populationen von Molybdän, und sie sind jeweils unterschiedliche Isotope.
Und dieses spät zur Partei kommende Molybdän im Erdmantel muss von Körpern stammen, die später bei ihrer Entstehung auf die Erde gekracht sind. "Das Molybdän, das heute im Erdmantel zugänglich ist, stammt daher aus den späten Stadien der Erdbildung, während das Molybdän aus früheren Phasen vollständig im Kern liegt", erklärt Dr. Christoph Burkhardt, zweiter Autor der Studie.
Diese Ergebnisse machen zum ersten Mal deutlich, dass kohlenstoffhaltiges Material aus dem äußeren, feuchten Bereich des Sonnensystems spät auf der Erde eingetroffen ist.
Aber das Papier geht noch weiter. Da das Molybdän im Mantel aus dem äußeren Sonnensystem stammen musste, da es sich um ein anderes Isotop handelt, musste Theia auch aus dem äußeren Sonnensystem stammen. Die Wissenschaftler hinter dieser Forschung zeigen, dass die Kollision mit Theia genug kohlenstoffhaltiges Material lieferte, um den größten Teil des Wassers der Erde zu erklären.
„Unser Ansatz ist einzigartig, weil wir zum ersten Mal den Ursprung des Wassers auf der Erde mit der Bildung des Mondes in Verbindung bringen können. Einfach ausgedrückt, ohne den Mond gäbe es wahrscheinlich kein Leben auf der Erde “, sagt Thorsten Kleine, Professor für Planetologie an der Universität Münster.
