Waar op aarde kwam het water vandaan?

De watervoorziening van de aarde is ongelooflijk belangrijk voor het leven op aarde, maar waar kwam dat water vandaan? Was het aanwezig toen de aarde werd gevormd of werd het later afgeleverd door meteorieten of kometen uit de ruimte?

De bron van het water op aarde is al lang onderwerp van discussie en wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) (*)denken dat zij het antwoord hebben - en zij hebben het gevonden door naar gesteenten van de maan te kijken.

Bij de foto: Bewijs uit de analyse van maanmonsters suggereert dat, hoewel de aarde en de maan zijn gevormd door een gigantische impact, ze meestal hun oorspronkelijke overvloed aan vluchtige elementen, waaronder water, behielden. Afbeelding door Adam Connell/LLNL

Aangezien het aarde-maanstelsel heel vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel is ontstaan ​​uit de inslag van twee grote lichamen, is hun geschiedenis nauw met elkaar verbonden. En aangezien de maan geen platentektoniek en verwering heeft, processen die de neiging hebben om bewijs op aarde uit te wissen of te verdoezelen, is de maan eigenlijk een geweldige plek om aanwijzingen te zoeken voor de geschiedenis van het water op aarde.

Hoewel bijna 70 procent van het aardoppervlak bedekt is met water, is de planeet over het algemeen een relatief droge plek in vergelijking met veel andere objecten in het zonnestelsel. En de maan is nog droger. Het gangbare idee was dat het gebrek aan vluchtige soorten (zoals water) op de aarde - en met name de maan - te wijten was aan deze gewelddadige impact die uitputting van vluchtige elementen veroorzaakte.

Maar door te kijken naar de isotopische samenstelling van maangesteenten, ontdekte het team dat lichamen die betrokken waren bij de impact die het aarde-maansysteem vormde, vóór de impact zeer lage niveaus van vluchtige elementen hadden. En dus niet vanwege de impact. In het bijzonder gebruikte het team de relatieve hoeveelheid van de vluchtige en radioactieve isotoop rubidium-87 (87Rb), berekend op basis van zijn dochterisotoop strontium-87 (87Sr), om zo het budget van Rb in het aarde-maansysteem te bepalen bij diens vorming. Omdat 87Sr, een indicatie voor het langetermijnbudget van vluchtige stoffen op de maan, zo laag was, ontdekte het team dat de botsende lichamen beide eerst droog moesten zijn geweest, en dat er sindsdien niet veel meer kan zijn bijgekomen.

"De aarde is ofwel geboren met het water dat we hebben, of we werden geraakt door iets dat in wezen pure H2O was, met niet veel anders erin. Dit werk elimineert meteorieten of asteroïden als mogelijke bronnen van water op aarde en wijst sterk in de richting van de optie ‘er mee te zijn geboren’ ”, zegt kosmochemicus Greg Brennecka, een co-auteur van het artikel.

Naast het sterk versmallen van de potentiële bron van het water op aarde, onthult dit werk bovendien dat de grote lichamen die botsten, beide uit het binnenste van het zonnestelsel moeten zijn gekomen en dat de gebeurtenis niet eerder dan 4,45 miljard jaar geleden had kunnen plaatsvinden waardoor het venster waarin de maan kan worden gevormd aanzienlijk wordt verkleind.

Volgens Lars Borg, de hoofdauteur van de studie: "Er waren maar een paar soorten materialen die konden worden gecombineerd om de aarde en de maan te maken, en ze waren niet exotisch - het waren waarschijnlijk gewoon grote lichamen – gevormd in hetzelfde gebied – die iets meer dan 100 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel elkaar toevallig tegenkwam... maar gelukkig voor ons deden ze precies dat.'

Het onderzoek verschijnt in de Proceedings van de National Academy of Sciences. Ook LLNL-wetenschapper Thomas Kruijer droeg bij aan het onderzoek. Het werk werd gefinancierd door NASA en het Laboratory Directed Research and Development-programma.

Auteur: Jan Vyvey
Bron: LLNL

(*) Zie info: https://en.wikipedia.org/wiki/Lawrence_Livermore_National_Laboratory (engelstalig)