Rosetta ruimtetuig neemt temperatuur van komeet 67P

Het water dat het leven op aarde ondersteunt, is misschien veel eerder op de planeet geweest dan wetenschappers eerder dachten, suggereert nieuw onderzoek.

Hoewel de omgevingsomstandigheden in de vroege jaren van de aarde het onmogelijk maakten dat water op het aardoppervlak bleef, hebben wetenschappers bewijs gevonden dat de ingrediënten voor water beschermend werden opgeslagen in rotsachtige lichamen in de buurt van onze planeet - en misschien in de aarde zelf. De nieuwe bevindingen suggereren dat er 135 miljoen jaar eerder water in het binnenste zonnestelsel was dan eerder aangetoond.

"Onze bevindingen tonen het vroegste bewijs van water in het binnenste zonnestelsel," zei Adam Sarafian, een Ph.D. student bij de MIT / Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts en hoofdauteur van de nieuwe studie. [Ons zonnestelsel: een rondreis door de planeten]

Het rokende pistool verschijnt in meteorieten die ooit toebehoorden aan de asteroïde Vesta, een van de grootste leden van de asteroïdengordel tussen Jupiter en Mars. Meteorieten van Vesta - donderende brokken gekoeld magma, vaak zo groot als grapefruits, blijven op Antarctica te vinden. Vorige analyse vond geen water of water-vormende ingrediënten in die meteorieten. Maar de Sarafiër en zijn collega's zoomden in op de moleculaire inhoud van de meteorieten en vonden spoorhoeveelheden waterstof-zuurstofmoleculen.

Meer dan 4,5 miljard jaar geleden - of ongeveer 15 miljoen jaar nadat vaste lichamen zich rond de jonge zon begonnen te vormen - bestond water in de buitenste, koelere delen van het zonnestelsel, hebben eerdere studies aangetoond. Maar in het binnenste zonnestelsel, waar Vesta en een jonge Aarde woonden, waren de temperaturen veel te hoog en zonden zonnewinden waterdamp naar de buitenste regionen van het zonnestelsel.

Terwijl de aarde groeide en veranderde in de komende 4 miljard jaar of zo, bleef Vesta bevroren in de tijd, volgens Sarafianus.

"Vesta geeft ons een momentopname van hoe de aarde er misschien uitzag toen deze zich voor het eerst vormde," zei Sarafian.

Vesta heeft ook dezelfde chemische vingerafdruk als de aarde. Met andere woorden, wetenschappers hebben eerder aangetoond dat de stikstof op Vesta waarschijnlijk afkomstig is van dezelfde bron als de stikstof op aarde. Sommige lichamen in het zonnestelsel, zoals de zon of kometen, hebben verschillende chemische handtekeningen. Volgens Sarafian laat het nieuwe onderzoek zien dat Vesta en Earth ook een waterstofchemische handtekening delen.

De aarde deelt ook een chemische vingerafdruk met de maan, die net als Vesta wetenschappers een venster geeft op het verleden. Wetenschappers hebben sporen gevonden van water in maangesteenten, waaruit blijkt dat de levengevende vloeistof al 150 miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel in het binnenste zonnestelsel was. De Vesta-monsters waren 135 miljoen jaar ouder dan de maanmonsters.

De terugsprong in de tijd is aanzienlijk, zegt Sarafianus, omdat tijdens die eerste 150 miljoen jaar het innerlijke zonnestelsel aanzienlijk heter en vijandiger was dan het later was. De aarde zou grote gevolgen ondervonden hebben van rondvliegend puin (mogelijk was het zo'n impact die een deel van de aarde afbrak en de maan vormde). Veel wetenschappers vermoeden dat het door deze grote impact en hoge temperaturen zinvol zou zijn als de waterstof in damp zou veranderen en de ruimte zou worden ingeblazen.

"De planeten hielden op de een of andere manier vast aan het water," zei Sarafian. "Dat zal mensen doen heroverwegen hoe planeten worden gemaakt."

Sarafiër zei dat het werk de mening ondersteunt dat het water uit ijskoude lichamen bij Jupiter kwam. De nieuw gevormde gasreus gooide waarschijnlijk de brokken steen en ijs naar binnen. Jupiter zou buiten de zogenaamde "sneeuwgrens" zijn gelegen, of het punt waarboven de temperaturen koel genoeg waren om water te laten condenseren tot een vloeibare of vaste vorm, zei hij.

"Er zijn modellen die voorspellen dat ijzige lichamen van het buitenste zonnestelsel, rond het Jupiter-gebied, waarschijnlijk in het binnenste zonnestelsel zijn gesmeten", zei Sarafian. "Maar er was geen enkel bewijs voor, er waren geen gegevens om het model te ondersteunen en onze studie ondersteunt het."

Jeremy Boyce, een geochemicus bij UCLA die niet betrokken was bij de nieuwe studie, maar heeft samengewerkt met twee van de auteurs van de studie over andere werken, zei dat de beweringen van de nieuwe studie over water in het vroege innerlijke zonnestelsel robuust zijn. Maar hij voegde eraan toe dat het nog steeds onduidelijk is hoeveel water er aanwezig was. Het is waarschijnlijk dat, om de oceanen tegenwoordig op aarde te presenteren, er later in het leven meer water aan de aarde werd afgeleverd.

"De mate waarin [het vroege water] betrekking heeft op water dat we aan de oppervlakte van de aarde zien, is een open vraag," zei Boyce. "Wat water was aanwezig in de vroege aarde en wat later aankwam - ik denk niet dat we dat nog weten."

De nieuwe studie is gedetailleerd in het 31 oktober nummer van het tijdschrift Science.

Opmerking van de uitgever: Dit artikel is bijgewerkt om de volgende fout te corrigeren: Adam Sarafian is een doctoraatsstudent aan het MIT / Woods Hole Oceanographic Institution, niet aan het Woods Hole Research Center.