Meine lieben,
habt Ihr das auch schon erlebt?
Plötzlich haltet ihr ein Weihnachtsgeschenk in Händen, und wisst einfach nicht, wer das gebracht hat? Irgendwie ist die Geschenkkarte abgerissen und vermutlich im ganzen Berg Geschenkpapieres, der vor euch auf dem Boden liegt verschwunden.
So ein Mist. Man möchte sich doch schließlich nachträglich bedanken…
Um solch ein Geschenk geht es heute. Es ist bereits ausgepackt, und wir kennen seinen Inhalt genau. Wir kennen ihn, weil wir ihn im gestrigen Türchen untersuchten. Heute geht es um die Suche nach dem Spender, der uns unseren Saft des Lebens gebracht hat.
Woher kommt das ganze Wasser auf der Erde, das uns leben lässt und erhält?
Es scheint, dass uns dieses Geschenk von mehreren Spendern gleichzeitig überbracht wurde, und das schon vor sehr langer Zeit.
Schauen wir doch mal in unseren astronomischen Kontakten nach, wer für diese gute Tat in Frage käme.
1. Der Erdmantel (Primäres Wasser)
Ein Großteil des Wassers könnte aus dem Erdmantel stammen. Während der Bildung der Erde vor etwa 4,6 Milliarden Jahren wurde Wasser in Form von gebundenen Molekülen in Mineralen eingeschlossen. Durch vulkanische Aktivität und Ausgasung gelangte dieses Wasser an die Oberfläche.
2. Kometen )
Kometen bestehen aus Eis und Staub. In der frühen Phase des Sonnensystems könnten Einschläge von Kometen die Erde mit Wasser angereichert haben.
Aber etwas stimmt da nicht. Das Wasser von bisher untersuchten Kometen passt nicht ganz zu dem, was wir hier auf der Erde vorfinden.
Es gibt da nämlich im Universum neben dem normalen Wasserstoff noch einen, der sich zwar chemisch nicht wesentlich unterscheidet, aber der doppelt so schwer ist, als unser normaler Wasserstoff. Dieser deutlich seltenere Wasserstoff (Deuterium) enthält nämlich in seinem Atomkern nicht nur ein einzelnes Proton, sondern auch noch ein Neutron. Das ändert zwar nicht viel an den grundlegenden Eigenschaften, macht ihn aber, wie gesagt schwerer. Ein Mol (Mengenmaß von Atomen oder Molekülen der Chemie), also ein Mol normales Wasser wiegt 18 Gram. Eines mit schwerem Wasser hingegen 20.
Es handelt sich bei Deuterium um ein sehr stabiles Atom. Es zerfällt nicht, z. B. in normalen Wasserstoff und etwas anderes, und ist somit sehr alt. Das bedeutet, dass das Verhältnis von mit Deuterium gebautem Wasser und das mit normalem Wasserstoff entstandene, sich nicht wesentlich verändert haben dürften, seit es Wasser auf der Erde gibt.
Käme das Wasser von Kometen her, dann sollte sich bei den untersuchten Kometen dasselbe Verhältnis von schwerem – und normalen Wassers zeigen.
Dem ist aber nicht so. Käme das Wasser von der Art Kometen her, die wir bereits untersuchten, dann hätten wir hier auf der Erde deutlich mehr Deuterium-Wasser.
Das bedeutete für uns, dass unser gewohnter Liter Wasser etwas mehr als ein Kilo wöge. Möglicherweise hätten wir dann das Urkilo anders definiert. Sicherlich wären die Gefrier- und Koch-Temperaturen auch etwas anders, aber ansonsten dürften wir kaum Unterschiede bemerken.
Ganz ausschließen kann man aber die Kometen nicht, denn wir kennen noch nicht alle und vor allem auch nicht alle Sorten. Es ist absolut möglich, dass es Kometen gibt, bei denen das Verhältnis von normalen zu schwerem Wasser auf die Erde passt. Die wären dann durchaus Kandidaten für unsere wunderbare Schenkung.
2. Asteroiden:
Besonders Kohlige Chondrite (eine Art von Meteoriten) gelten als wahrscheinlichere Quelle. Ihr Wasseranteil und das D/H-Verhältnis stimmen besser mit dem Wasser der Erde überein als das der Kometen.
3. Wasserbildung durch chemische Prozesse
In der Frühzeit der Erde könnten chemische Reaktionen zwischen Wasserstoffgas (aus der solaren Urwolke) und Sauerstoff, das in Silikatmineralen enthalten war, zur Bildung von Wasser geführt haben. Diese Prozesse könnten bei der Entstehung der Erde stattgefunden haben.
Chemische reaktionen, die Wasser bilden, lassen sich auf dem Bau immer wieder beobachten. Löscht man Kalk ab, oder gießt man Beton, dann kann man dort oft mal Wasserpfützen entdecken.
4. Eingefangenes Wasser aus der protoplanetaren Scheibe
Die Erde entstand aus Material der protoplanetaren Scheibe, die die junge Sonne umgab. Diese Scheibe bestand aus Gasen und Staub, die auch Wassereis enthielten. Ein Teil dieses Wassereises könnte direkt in die wachsende Erde eingebaut worden sein.
Alle zusammen
Es wird angenommen, dass das Wasser der Erde aus einer Kombination von den hier angesprochenen Quellen stammt. Während Asteroiden wahrscheinlich den größten Anteil beigesteuert haben, könnte vulkanische Aktivität in der frühen Erdgeschichte eine entscheidende Rolle bei der Freisetzung von Wasser gespielt haben, und der ein oder andere Komet mag auch noch seinen kleinen Teil dazu beigetragen haben.
Dieses Wasser sammelte sich dann in den Ozeanen und blieb durch die relativ stabile Umlaufbahn der Erde in der habitablen Zone unseres Sonnensystems erhalten. Ein schützendes Magnetfeld und die Atmosphäre verhinderten, dass das Wasser vollständig ins All entwich.
OK, bedanken können wir uns bei den Spendern nicht mehr.
Aber freuen wir uns an dem Geschenk und behandeln es gut.
Und jetzt am Vorabend zum vierten Advent noch die übliche Geschichte auf
https://www.blautor.de/der-blautor-adventskalender/