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ERDE
Wie unsere Heimat ein blauer Planet wurde 
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
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30. Januar 2017

Wie kam das Wasser einst auf die Erde? War es von Beginn an vorhanden oder haben erst Kometen oder wasserhaltige Asteroiden unsere kosmische Heimat zu einem blauen Planeten gemacht? Planetologen glauben nun, aus der Analyse von Meteoriten eine Antwort geben zu können: Das Wasser gelangte bereits früh während der Erdentstehung auf den Planeten.

Erde

Der "blaue Planet" von oben: Blick von der Internationalen Raumstation (ISS) bei Nacht auf das Mittelmeer, Italien und die Alpen. Foto: ESA/NASA [Großansicht]

Das Wasser auf der Erde ist Voraussetzung für das Leben wie wir es kennen. Aber wo kommt es her und seit wann ist es hier? Wissenschaftler diskutieren zwei Möglichkeiten. So könnte das Wasser schon früh während der Hauptphase der Erdentstehung vorhanden gewesen sein. Eine andere Hypothese besagt, dass die Erde zunächst völlig trocken war und das Wasser erst später auf die Erde gelangte: durch die Einschläge von Kometen oder "nassen" Asteroiden, die aus äußeren Bereichen des Sonnensystems stammten. Planetologen der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) prüften diese Hypothese nun mit sehr genauen Isotopenmessungen. Ihr Fazit: Das Wasser gelangte bereits früh während der Erdentstehung auf die Erde.

Die münsterschen Wissenschaftler untersuchten dazu die Isotopen-Zusammensetzung des Edelmetalls Ruthenium. Der Hintergrund: Die Edelmetalle haben eine extreme Tendenz, sich mit Metall zu verbinden. Sie sollten daher bei der Bildung der Erde vollständig in den metallischen Erdkern gewandert sein. Jedoch sind auch im Erdmantel Edelmetalle vorhanden. Dies wird damit erklärt, dass nach Abschluss der Kernbildung kleinere Körper wie Asteroiden oder Kometen mit der Erde kollidierten und dadurch neues Material auf die Erde gelangte.

Dieses Material wird in der Fachsprache "late veneer" genannt (englisch für "späte dünne Lage"). Es gelangte nicht mehr in den Erdkern und reicherte den Erdmantel wieder mit Edelmetallen an. Dieses "late veneer" könnte Berechnungen zufolge auch das gesamte Wasser auf die Erde gebracht haben. Die münsterschen Forscher zeigten jedoch, dass es zwischen Asteroiden und der Erde Unterschiede in der Isotopen-Zusammensetzung des Rutheniums gibt.

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"Alles Ruthenium im Erdmantel kommt vom 'late veneer'. Die Unterschiede in der Isotopen-Zusammensetzung zeigen, dass das 'late veneer' nicht aus Asteroiden bestehen kann, sondern aus dem Inneren des Sonnensystems stammen muss", erklärt Planetologe Dr. Mario Fischer-Gödde. Gemeinsam mit Prof. Dr. Thorsten Kleine hatte er verschiedene Meteorite untersucht. Diese Meteorite sind Bruchstücke von Asteroiden, die sich zwischen Mars und Jupiter befinden.

Die Forscher zeigten, dass die Isotopen-Unterschiede größer werden, je weiter die Asteroiden von der Sonne entfernt sind. Sie gehen davon aus, dass dieses Prinzip auch für Kometen gilt. Da aber nur Asteroiden und Kometen, die weit von der Sonne entfernt sind, überhaupt genügend Wasser enthalten, schließen diese Daten aus, dass das Wasser auf der Erde vom "late veneer" stammt, so das Fazit von Fischer-Gödde und Kleine. "Unsere Daten zeigen, dass die Erde schon sehr früh, in ihrer Hauptbildungsphase, wasserreiche Körper aufnahm", erklären die beiden Wissenschaftler.

Dieses Ergebnis passe zu neueren Modellen der Planetenbildung, die darauf hindeuten, dass durch die Entstehung von Jupiter schon sehr früh wasserreiches Material vom äußeren in das innere Sonnensystem transportiert wurde. "Dieses Material wurde in die Erde eingebaut und hat unseren Heimatplaneten lebensfreundlich gemacht", so Kleine.

Die Arbeit entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB-Transregio 170 "Late accretion onto terrestrial planets" ("Spätes Wachstum erdähnlicher Planeten") und wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt. Über ihre Studie berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature erschienen ist.

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