Wie alt ist das Wasser auf der Erde?

Die Frage, ob es möglich ist, das Alter von Wasser zu bestimmen, wurde in der wissenschaftlichen Welt schon immer infrage gestellt und diskutiert. Vor kurzem entdeckten zwei Wissenschaftler, die Isotopendaten untersuchten, dass Wasser seit Beginn der Entstehung unseres Sonnensystems vorhanden ist. Das bedeutet, dass dieses Element etwa 4,5 Milliarden Jahre alt sein müsste.

Laut den Forschern der aktuellen Studien über den Wassergehalt früh entstandener Planetensysteme, die dem unseren ähnlich sind, ist Wasser ein allgegenwärtiges und reichlich vorhandenes Molekül, das ursprünglich auf der Oberfläche winziger interstellarer Staubkörner durch die Hydrierung von gefrorenem Sauerstoff synthetisiert wurde.

In der Molekülwolke, aus der ein neues Planetensystem entsteht, bindet sich der Sauerstoff an die Staubkörner, auf die er trifft, und gefriert in ihnen. Sobald dann ein Wasserstoffmolekül diesen gefrorenen Sauerstoff durchquert, bildet es Wassereis. Daher können bei dieser Reaktion zwei "Arten von Wasser" entstehen:

• Gewöhnliches Wasser: H₂O (bestehend aus Wasserstoff und Sauerstoff) oder;
• Schweres Wasser: besteht aus Sauerstoff und Deuterium (ein Wasserstoffisotop mit einem Kern aus einem Proton und einem Neutron).

Der erste Schritt dieses Prozesses wird als "kalte Phase" bezeichnet, die aus der Bildung von Wassereis um die Staubkörner herum besteht. Nach einiger Zeit beginnt sich die Materie im Zentrum des Nebels anzusammeln, wodurch die Wirkung der Gravitationskraft einsetzt.

Aufgrund des Temperaturanstiegs im Zentrum (dem sogenannten warmen Kern) verwandelt sich das Eis in Wasserdampf. Daher ist Wasser das am häufigsten vorkommende Molekül in dieser Region.

Die zweite Phase des Prozesses wird als "Protosternphase" bezeichnet und besteht aus der Sublimation von Eis zu Wasserdampf. In dieser Phase bilden der umgebende Staub und das Gas die sogenannte protoplanetare Scheibe (die zu diesem Zeitpunkt noch kalt ist), aus der die verschiedenen Objekte dieses neuen Systems hervorgehen werden. In der dritten Phase kondensiert der im vorangegangenen Schritt entstandene Wasserdampf an den kältesten Stellen der Scheibe und die Staubteilchen werden erneut von Eisschichten bedeckt.

Aus diesen Staubkörnern, die von gefrorenem Wasser umgeben sind, nimmt das Planetensystem Gestalt an: Asteroiden, Kometen und Planeten entstehen und kreisen um ihren Stern. Und so wurde der Planet Erde geboren!

Bedeutet das, dass das Wasser auf der Erde von Kometen geerbt worden wäre?

Forscher schätzen, dass 1 % bis 50 % des Wassers auf dem Planeten Erde aus dem frühen Geburtsstadium des Sonnensystems stammen. Ein relativ großer Teil des Wassers auf unserem Planeten ist also etwa 4,5 Milliarden Jahre alt. Nach Ansicht der Wissenschaftler stammt dieses Wasser "wahrscheinlich" von Planetesimalen und nicht unbedingt von Kometen.

Planetesimale werden als feste (felsige oder sogar eisige) und kleine Körper mit einem Durchmesser von einigen Kilometern betrachtet, die sich im frühen Sonnensystem durch Akkretion von Sternenstaub aus dem frühen Sonnennebel gebildet haben sollen. Es wird daher angenommen, dass die Planeten aus der Ansammlung von Planetesimalen entstanden sind.

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass der genaue und präzise Prozess dieser Bildung noch nicht vollständig geklärt ist. Denn es handelt sich um eine äußerst komplexe Frage, da der Ursprung und die Entwicklung des Wassers auf dem Planeten Erde unweigerlich mit anderen wichtigen Elementen des Planeten, wie dem Magnetfeld, dem Kohlenstoff und dem molekularen Sauerstoff, zusammenhängt.

Künftige Forschungen werden sicherlich darauf abzielen, weiter zu erforschen, wie das Wasser auf die Erde gelangt ist. Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass die Menge an schwerem Wasser den Anstoß für alle möglichen Hypothesen darüber gibt, was das Sonnensystem getan haben könnte.