Messungen der Raumsonde Rosetta zeigen überraschend hohen Deuterium-Anteil im Wasser des Schweifsterns
Bern (Schweiz) - Das Wasser in dem Kometen Tschurjumow-Gerasimenko enthält drei Mal so viel Deuterium – also schweren Wasserstoff – wie das Wasser in den irdischen Ozeanen. Das zeigen Messungen der Raumsonde Rosetta, die den Schweifstern seit August dieses Jahres im Abstand von wenigen Kilometern begleitet. Das Wasser auf der Erde kann demnach nicht, wie vielfach angenommen, von Kometen stammen. Als Ursprung kämen eher Asteroiden infrage, so die Rosetta-Forscher im Fachblatt „Science“.
„Die Herkunft des Wassers sowie organischer Stoffe auf der Erde und den anderen terrestrischen Planeten ist immer noch umstritten“, erläutern Kathrin Altwegg von der Universität Bern und ihre Kollegen. „Die beste Methode zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Szenarios ist die Bestimmung des Verhältnisses zwischen Deuterium und normalem Wasserstoff.“ Wassermoleküle bestehen aus jeweils einem Atom Sauerstoff und zwei Atomen Wasserstoff. Wasserstoff ist das physikalisch einfachste Element: Seine Atome bestehen aus einem Proton, um den ein Elektron kreist. In geringen Mengen kommt aber auch schwerer Wasserstoff vor, eben Deuterium: Die Kerne dieser Atome enthalten zusätzlich ein Neutron.
Altwegg ist hauptverantwortlich für das Massenspektrometer Rosina an Bord von Rosetta. Mit Rosina können die Forscher nicht nur die chemische Zusammensetzung der Kometenmaterie untersuchen, sondern auch die Häufigkeit der verschiedenen Isotope eines Elements, also seiner Variationen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen im Atomkern. Die Forscher haben jetzt insgesamt 50 solcher Spektren ausgewertet, die Rosina zwischen dem 8. August und dem 5. September aufgenommen hat. Die Messungen zeigen im Wasser des Kometen Tschurjumow-Gerasimenko einen Deuterium-Anteil von fünf Zehntausendsteln, das ist das Dreifache des irdischen Werts – und zudem ein Wert, der deutlich höher liegt als frühere Messungen bei anderen Kometen. Diese Differenzen spiegeln nach Ansicht von Altwegg und ihren Kollegen die unterschiedlichen Herkunftsregionen von kurzperiodischen Kometen wie Tschurjumow-Gerasimenko wider.
Als Wasserspender für die Erde kommen die Kometen damit nicht länger infrage, so die Wissenschaftler. Am Anfang war die Erde wüst und leer: In der Entstehungsphase des Sonnensystems hat die starke Strahlung der jungen Sonne Wasser und andere flüchtige Stoffe aus der Region der erdähnlichen Planeten herausgeblasen. Diese Stoffe – also auch das Wasser der irdischen Ozeane – müssen also erst später wieder von außen in das innere Sonnensystem hinein transportiert worden sein. „Unsere Messungen unterstützen Modelle, die als Quelle nicht Kometen, sondern Asteroiden sehen“, folgern Altwegg und ihr Team. Infrage kommen dafür vor allem Himmelskörper aus der äußeren Region des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter: Frühere Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass sie nicht nur einen hohen Wasseranteil besitzen, sondern das zudem der Deuterium-Anteil dieses Wassers gut mit dem der irdischen Ozeane übereinstimmt.
Bildquelle: Esa
