Am Anfang stand die sogenannte protoplanetare Scheibe: Dieses Gebilde aus Gas und Staub umkreiste die junge Sonne und lieferte das Baumaterial für die Himmelskörper unseres kosmischen Heimatsystems. Man geht davon aus, dass die Planetenentstehung schon vor rund viereinhalb Milliarden Jahren weitgehend abgeschlossen war. Durch Zusammenballungen von Materie und die Vereinigung größerer Einheiten hatte sich dabei auch die junge Erde geformt. Woher allerdings der Wasser-Schatz unseres Planeten stammt, ist seit langem Gegenstand wissenschaftlicher Diskussionen.
Woher kam das Wasser?
Einiges Wasser könnte aus dem grundlegenden Baumaterial der Erde stammen. Doch man geht mittlerweile davon aus, dass ein Großteil erst anschließend durch die damals noch häufigen Einschläge von Asteroiden und Kometen auf den Planeten gelangte. Im Visier stehen dabei die Bruchstücke von Planetesimalen, die in Bereichen jenseits der als „Schneegrenze“ bezeichneten Sonnenentfernung entstanden sind, wo Wasser meist im gefrorenen Zustand vorliegt. Bisher ist aber unklar geblieben, wie die flüchtige Substanz in den Planetesimalen enthalten geblieben sein könnte. Denn bei ihrer Bildung könnten Temperaturen aufgetreten sein, die zu einem Verlust geführt hätten. Diesen Aspekt beleuchtet nun die Studie der Forschenden um Wladimir Neumann von der Technischen Universität Berlin.
Ihre Ergebnisse basieren auf der Auswertung von Untersuchungsdaten unterschiedlicher Meteorite, die auf der Erde gefunden wurden. Bei diesen sogenannten kohligen Chondriten handelt es sich um spezielle Zeugen der Geschichte des Sonnensystems: Es sind Bruchstücke einstiger Planetesimale aus dem Bereich jenseits der Schneegrenze. Wie das Team erklärt, waren anhand bestimmter Merkmale dieser Meteorite Rückschlüsse darauf möglich, wann sich ihre Mutterkörper gebildet haben könnten. „Die Herleitung erfolgte dabei durch die Kombination von Modellen der thermischen Entwicklung mit den gemessenen thermo-chronologischen Daten der Meteorite“, sagt Neumann.
Verzögerte Bildung ermöglichte die Wasserfracht
Wie das Team berichtet, ging aus ihren Modellen hervor: Einige der Planetesimale haben sich offenbar sehr schnell und früh – innerhalb von weniger als zwei Millionen Jahren gebildet. Bei dem raschen Bildungsprozess und dem damals noch intensiven radioaktiven Zerfall bestimmter Bestandteile, heizten sich diese Himmelskörper den thermischen Modellen zufolge so stark auf, dass sie das flüchtige Element Wasser verloren. Andere Planetesimale entstanden den Daten zufolge dagegen deutlich später, sodass niedrigere Temperaturen auftraten, bei denen das Wasser gebunden bleiben konnte.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich während der gesamten Lebensdauer der protoplanetaren Scheibe immer wieder Planetesimale bildeten“, schreiben die Autoren. “Es muss demnach Verzögerungsmechanismen gegeben haben – etwa die Zerstörung von Vorläuferaggregaten durch Kollisionen“. Diese Prozesse könnten dann eine Akkretion von Planetesimalen ermöglicht haben, die einem Verlust von flüchtigen Bestandteilen durch Erhitzung entgingen, erklären die Forschenden.
