Wetenschappers van de Universiteit van Munster hebben ontdekt dat de aarde zijn water heeft gekregen door een botsing met Theia. Theia was het oude lichaam dat in botsing kwam met de aarde en de maan vormde. Hun ontdekking laat zien dat het water op aarde veel ouder is dan eerder werd gedacht.
De staande theorie voor de vorming van de maan heeft betrekking op een oud lichaam genaamd Theia. Ongeveer 4,4 miljard jaar geleden kwam Theia in botsing met de aarde. De botsing veroorzaakte een enorme puinring en de maan vormde zich uit dat puin.
De staande theorie zegt ook dat de aarde na de botsing met Theia in de loop van de tijd zijn water verzamelde met kometen en asteroïden die het water afleverden. Maar de nieuwe studie van de Universiteit van Munster presenteert bewijs dat een andere bron voor het water van de aarde ondersteunt: Theia zelf.
"Onze aanpak is uniek omdat het ons voor het eerst in staat stelt de oorsprong van water op aarde te associëren met de vorming van de maan."
Thorsten Kleine, hoogleraar Planetologie aan de universiteit van Münster.
Wetenschappers hebben lang gedacht dat Theia een lichaam was uit het innerlijke zonnestelsel, omdat het van nature rotsachtig was. Maar de nieuwe studie zegt dat dit niet het geval is. In plaats daarvan had Theia zijn oorsprong in het buitenste zonnestelsel.
De sleutel tot het begrijpen van deze gebeurtenissen is het idee van de natte en droge delen van ons zonnestelsel. Het zonnestelsel werd ongeveer 4,5 miljard jaar geleden gevormd en we weten dat de manier waarop het was gestructureerd, leidde tot een droog binnengebied en een nat buitengebied. De aarde is een beetje een mysterie, omdat ze zich in het droge gebied, dichter bij de zon, heeft gevormd, maar toch een overvloed aan water heeft. Dus studies zoals deze, die proberen te begrijpen hoe de aarde aan zijn water is gekomen, zijn belangrijk.
Veel of ons begrip van het aardwater komt van twee soorten meteorieten: koolstofhoudende meteorieten, die rijk zijn aan water, en niet-koolstofhoudende meteorieten, die droger zijn. En koolstofhoudende meteorieten komen uit het buitenste zonnestelsel, terwijl de drogere niet-koolstofhoudende meteorieten uit het binnenste zonnestelsel komen. Heb je dat allemaal?
Er zijn veel aanwijzingen dat het water van de aarde werd geleverd door de natte koolstofhoudende meteorieten uit het buitenste zonnestelsel, maar wanneer en hoe dat is gebeurd, is nooit zeker geweest. Deze studie geeft enige zekerheid over het probleem.
"We hebben molybdeen-isotopen gebruikt om deze vraag te beantwoorden."
Dr. Gerrit Budde, hoofdauteur, Instituut voor Planetologie in Munster.
De studie wordt 'Molybdeen isotoop bewijs voor de late aanwas van buitenste zonnestelselmateriaal op de aarde' genoemd en is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy. Zoals de titel duidelijk maakt, gaat het allemaal om isotopen van molybdeen, en het verschil tussen het molybdeen in de aardkern en het molybdeen in de aardmantel.
“We hebben molybdeenisotopen gebruikt om deze vraag te beantwoorden. De molybdeenisotopen stellen ons in staat koolstofhoudend en niet-koolstofhoudend materiaal duidelijk te onderscheiden en vertegenwoordigen als zodanig een 'genetische vingerafdruk' van materiaal van het buitenste en binnenste zonnestelsel ', legt dr. Gerrit Budde van het Instituut voor Planetologie in Münster en hoofdauteur uit van de studie.
Waarom molybdeen? Omdat het een zeer nuttige eigenschap heeft als het gaat om het beantwoorden van de vraag naar de oorsprong van het water op aarde. Molybdeen is zeer ijzervriendelijk, wat betekent dat het meeste in de kern van de aarde zit, die grotendeels ijzer is.
De kern is oud, omdat de aarde in zijn begintijd een gesmolten bol was en zwaardere elementen zoals ijzer migreerden om de kern te vormen. Omdat molybdeen van ijzer houdt, ging molybdeen ook naar de kern. Maar er zit ook molybdeen in de aardkorst, die na afkoeling aan de aarde moet zijn afgeleverd, anders zou het ook naar de kern zijn gemigreerd. De aarde heeft dus twee populaties molybdeen en het zijn elk verschillende isotopen.
En dat late-to-the-party molybdeen in de aardmantel moet afkomstig zijn van lichamen die later in de formatie op de aarde zijn neergestort. "Het molybdeen dat vandaag in de aardmantel toegankelijk is, is daarom afkomstig uit de late stadia van de vorming van de aarde, terwijl het molybdeen uit eerdere fasen volledig in de kern zit", legt dr. Christoph Burkhardt, tweede auteur van de studie, uit.
Wat deze resultaten voor het eerst duidelijk maken, is dat koolstofhoudend materiaal uit het buitenste, natte gebied van het zonnestelsel laat op aarde is aangekomen.
Maar de krant gaat verder. Omdat het molybdeen in de mantel afkomstig moest zijn van het buitenste zonnestelsel, omdat het een andere isotoop was, moest Theia dus ook van het buitenste zonnestelsel komen. De wetenschappers achter dit onderzoek laten zien dat de botsing met Theia voldoende koolstofhoudend materiaal opleverde om het grootste deel van het aardwater te vertegenwoordigen.
“Onze aanpak is uniek omdat het ons voor het eerst in staat stelt de oorsprong van water op aarde te associëren met de vorming van de maan. Simpel gezegd, zonder de maan zou er waarschijnlijk geen leven op aarde zijn ”, zegt Thorsten Kleine, hoogleraar Planetologie aan de universiteit van Münster.
