Warum die Erde der Blaue Planet ist
Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Beteiligung von PlanetS und der ETH Zürich untersuchte den Ursprung des Wassers auf der Erde. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass es schon immer hier war.
Ist der Überfluss an Wasser auf der Erde etwas Besonderes? Die Erforschung anderer Gesteinsplaneten und ihr entdeckter Mangel an Oberflächenwasser deuten darauf hin, dass dies tatsächlich der Fall ist.
Damit bleibt die Frage nach seinem Ursprung. Es gibt nur zwei Möglichkeiten:
- Wasser wurde von eisigen oder wasserreichen Asteroiden auf die Erde gebracht, nachdem der gigantische Einschlag, aus dem der Mond hervorging und die Erde auf 99% ihrer heutigen Grösse angewachsen war.
- Wasser war bereits in den Bausteinen der Erde enthalten.
Wegen der Bedeutung des Wassers für Leben, ist die Frage nach dem Ursprung des Wassers auf der Erde wichtig. Eine grosse Herausforderung bei der Untersuchung dieser Frage ist, dass die Erde alle Spuren ihrer Entstehung verloren hat, da sie ein aktiver Planet ist.
Ein Team von numerischen Modellierern und Geochemikern unter der Leitung von Cédric Gillmann von der Université Libre de Bruxelles (zuvor an der ETH Zürich) beschloss, weit über die Erde hinaus – bis zur Venus – zu blicken, um den Ursprung des terrestrischen Wassers zu untersuchen.
Obwohl die Erde und die Venus als Zwillingsschwestern betrachtet werden können, gingen ihre jeweiligen geologischen und klimatischen Entwicklungen in der Vergangenheit dramatisch auseinander. Dies führte dazu, dass die heutige 92-bar-Atmosphäre der Venus durch ein infernalisches Gewächshaus auf bis zu 740 K (466 ° C) aufgeheizt wurde. Ein krasser Gegensatz zu den milden Bedingungen und nur 1 bar Druck an der Erdoberfläche.
Mechanismen, die den Wassergehalt der Venusatmosphäre während der langfristigen Entwicklung des Planeten beeinflussen. Credit: C. Gillmann
Allerdings sind die vulkanische Aktivität und die Ausgasung der Venus im Vergleich zur Erde reduziert, da auf ihr keine Plattentektonik auftritt. Stattdessen impliziert ihre stagnierte Oberfläche und der damit verbundene Konvektionsmodus nur eine sehr geringe Rückführung flüchtiger Materie in den Erdmantel. Trotz der extremen Bedingungen, ist die Entwicklung der Venusatmosphäre als solche viel leichter zu verstehen und über geologische Zeiträume hinweg zu modellieren. Darüber hinaus sollten die Erde und die Venus aufgrund ihrer Nähe im Laufe ihrer Geschichte die gleiche Art von Material erhalten haben. All diese Aspekte zusammen machen die Venus zu einem perfekten Ort, um die primitive Entwicklung der terrestrischen Planeten zu studieren.
Gillmann et al. simulierten numerisch die Einschläge verschiedener Arten von Asteroiden mit unterschiedlichen Wassermengen. Das Team entdeckte, dass wasserreiche Asteroiden, die mit der Venus kollidieren und ihr Wasser als Dampf freisetzen, die Zusammensetzung der Venusatmosphäre, wie wir sie heute messen, nicht erklären können.
Das bedeutet, dass das Asteroidenmaterial, das erst spät in der Entstehungsgeschichte zur Venus und damit zur Erde kam, trocken gewesen sein muss. Das deutet darauf hin, dass das Wasser, das wir heute auf der Erde geniessen, seit ihrer Entstehung vorhanden war. Wahrscheinlich tief in der Erde, damit es den gigantischen Einschlag überleben konnte, wie z.B. frühere Arbeiten von Teammitglied Maria Schönbächler von PlanetS und der ETH Zürich nahelegten.
Diese Resultate haben Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit der frühen Erde, der Venus und des Mars. Es deutet darauf hin, dass sich die Planeten wahrscheinlich mit ihrem fast vollen Wasserhaushalt gebildet haben und diesen mit der Zeit langsam verloren haben. Für die Venus ergänzen die Ergebnisse die jüngsten Arbeiten, die nahelegen, dass auf der Oberfläche des Planeten Wasserozeane existierten. Damit helfen sie, die maximale Wassermenge, die auf der Venus erwartet werden kann, zu begrenzen. Dies wird auch dazu beitragen, die nächste Generation von Raumfahrtmissionen zur Venus vorzubereiten.
C. Gillmann, G. J. Golabek, S. N. Raymond, M. Schönbächler, P. J. Tackley, V. Dehant & V. Debaille; veröffentlicht am 7. April in Nature Geosciences
verfügbar unter https://www.nature.com/articles/s41561-020-0561-x
Oder zum Online-Lesen unter https://rdcu.be/b3rTc
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