Wetenschappers komen met nieuwe theorie over het ontstaan van water op aarde
Het water op aarde is mogelijk niet alleen afkomstig van planetoïden, maar ook van gasresten van de formatie van de zon. Dat schrijven onderzoekers in het Journal of Geophysical Research: Planets.
Veel wetenschappers gingen er tot nu toe van uit dat al het water op aarde afkomstig was van restmateriaal van planetoïden. Er zijn immers opmerkelijke gelijkenissen tussen ons oceaanwater en het water dat gevonden is op planetoïden. Het aandeel deuterium, een waterstofisotoop dat als een unieke signatuur van waterbronnen beschouwd wordt, is in beide gevallen vergelijkbaar.
De nieuwe studie gaat in tegen die theorie. De Amerikaanse onderzoekers stellen dat het waterstof in onze oceanen gedeeltelijk afkomstig is van stofwolken en gas, die achterbleven na de formatie van de zon - de zonnenevel.
Niet representatief
Om mogelijke bronnen van ons water te identificeren, kijken wetenschappers voornamelijk naar het element waterstof - en niet naar zuurstof, omdat dat overvloediger voorkomt in het zonnestelsel. “Maar de oceaan vertelt niet het volledige verhaal van waterstof op aarde”, zegt Steven Desch van Arizona State University, co-auteur van de studie.
“Als je het deuteriumgehalte in het oceaanwater bekijkt en ziet dat dat vergelijkbaar is met wat we op planetoïden zien, is het gemakkelijk aan te nemen dat al het water van planetoïden kwam.” Maar recentere studies suggereren dat het waterstof in de oceanen niet representatief is voor al het water op aarde, stellen de onderzoekers.
‘De oceaan vertelt niet het volledige verhaal van waterstof op aarde’
Stalen van diep binnenin de aarde, nabij de overgang van de aardkern naar de aardmantel, hebben aanzienlijk minder deuterium. “Dat betekent dat dit waterstof mogelijk niet van planetoïden afkomstig is.”
Oceaan van magma
De onderzoekers uit Arizona ontwikkelden een nieuw theoretisch model van de formatie van de aarde om dit verschil te verklaren. Volgens dat model begonnen zich miljarden jaren geleden grote planetoïden met een overvloed aan water te ontwikkelen tot planeten, terwijl de zonnenevel nog rond de zon dwarrelde. Ze botsten met elkaar en groeiden snel. Eén botsing genereerde voldoende energie om het oppervlak van zo’n babyplaneet - de aarde - te doen smelten tot een oceaan van magma.
Gassen van de zonnenevel, waaronder waterstof en edelgassen, werden aangetrokken door de planeet om een atmosfeer te vormen. Waterstof uit de nevel, met minder deuterium, loste vervolgens op in de magma-oceaan en werd naar de kern van de jonge planeet gezogen. Het zwaardere waterstof met meer deuterium bleef aan het oppervlak in het magma, dat uiteindelijk afkoelde en de aardmantel werd.
“Voor elke 100 moleculen water zijn er 1 of 2 afkomstig van de zonnenevel”, berekenden de onderzoekers op basis van hun model.
Hun studie biedt volgens de onderzoekers ook nieuwe perspectieven op de ontwikkeling van andere planeten en mogelijk buitenaards leven. Aarde-achtige planeten hebben mogelijk geen toegang tot planetoïden met water en kunnen water verkregen hebben van de zonnenevel in hun eigen systeem, luidt het.