Vloeibaar water bedekt ongeveer 70 procent van het aardoppervlak, waardoor de planeet uniek is in het zonnestelsel. Maar waar dat water vandaan kwam is een beetje een puzzel.
gerelateerde inhoud
- Diamanten verlichten de oorsprong van de diepste oceanen van de aarde
- Space Rock Hunters gaan Antarctica binnenvallen
- Het water op de maan is waarschijnlijk van de aarde gekomen
Vroeg in zijn geschiedenis was het aardoppervlak zo heet dat water zou zijn verdampt in de ruimte. Alles wat hier vandaag is, hebben wetenschappers gedacht, moet afkomstig zijn van asteroïden of kometen die later de koelwereld troffen.
Maar misschien ook niet. Een nieuwe analyse in Science suggereert dat ten minste een deel van het huidige vochtgehalte van de aarde afkomstig is van met water doordrenkte stofdeeltjes die diep in zich vastzitten tijdens de vorming van de planeet.
Om erachter te komen waar het water van de aarde vandaan komt, kijken wetenschappers naar de verhouding van deuterium tot waterstof in de H2O-moleculen. Deuterium is een isotoop van waterstof die een proton en een neutron in zijn kern bevat, terwijl een waterstofatoom alleen het proton heeft.
De verhouding van deuterium tot waterstof in het universum werd vastgesteld kort na de oerknal. Maar verschillende processen kunnen die verhouding op bepaalde locaties veranderen. Op aarde kan waterstof door de zonnewind uit de atmosfeer worden gestript en kan deuterium worden toegevoegd door kometen.
“We weten dat de aarde in het verleden door een aantal behoorlijk grote dingen is getroffen - je hoeft alleen maar naar het aantal kraters op de maan te kijken om je voor te stellen wat de aarde heeft doorgemaakt. Sommige van de inslagorganen hebben mogelijk deuteriumrijk water bevat ”, merkt Lydia Hallis van de Universiteit van Glasgow op.
Water dat mogelijk dieper in de aarde is opgesloten, zou echter niet door deze processen zijn gegaan. Het lastige is om het te vinden - vanwege onze rigoureuze tektonische activiteit is het grootste deel van het oppervlak van de planeet op een bepaald punt in zijn 4, 5 miljard jaar geschiedenis gerecycled en vermengd met veranderde materialen op het oppervlak.
Nu hebben Hallis en collega's mogelijke sporen van oud water gevonden in vulkanische rotsen van Baffin Island, Canada en IJsland. Beide sites hebben lava die afkomstig is uit dezelfde vulkanische pluim, en isotopen van helium en lood geven aan dat deze rotsen overblijfselen zijn van de mantel van de oude aarde.
Als deze rotsen echt geen geologische recycling hebben ondergaan, dan zal eventueel binnen vastgehouden water waarschijnlijk de oorspronkelijke verhouding van deuterium tot waterstof behouden. Na analyse van basaltstenen met olivijn, ontdekte het team dat hun verhoudingen tot de laagste ooit behoorden.
Een illustratie toont een rotsachtige planeet zoals de aarde die zich vormt in de schijf van overgebleven puin van de geboorte van een ster. Dergelijke planeten krijgen vorm als stof en gas samenvloeien in de schijf en door botsingen met andere primitieve rotsachtige lichamen. (NASA / JPL-Caltech) Tot op heden zijn er geen kometen gemeten met een zo lage verhouding, zegt Hallis. Soortgelijke verhoudingen zijn echter gevonden in sommige chondritische meteorieten, rotsen overgebleven van planeetformatie. En wetenschappers weten uit metingen van de zon dat de oorspronkelijke verhouding ook laag was in de wervelende schijf van stof en gas die samenvloeide om de planeten te vormen.
"Het lijkt erop dat de aarde haar water rechtstreeks heeft geërfd van stof in de schijf, " zegt Hallis. "Daarom werd het water van de aarde aangroeid tijdens de vorming van de planeet, in plaats van later te worden toegevoegd door waterrijk materiaal te beïnvloeden."
Sommige Mars-meteorieten - delen van de mantel van de rode planeet - kunnen ook lage deuterium-waterstofverhoudingen hebben. Als dat zo is, kan "directe toevoeging van water aan protosolaire stofkorrels een belangrijk mechanisme zijn voor het vasthouden van water in planetaire lichamen", zegt ze.
Meer informatie over dit onderzoek en meer op het Deep Carbon Observatory.
