https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de


Dienstag, 21. Dezember 2010

Schon geringe Spuren von Wasser können Ozeane auf erdartigen Planeten entstehen lassen

Künstlerische Interpretation von Planetesimalen in einem frühen Planetensystem | Copyright: NASA

Cambridge/ USA - Die Frage, wie auf der Erde die Ozeane entstanden sind, ist schon lange ein Streitpunkt der Wissenschaft. Während einige Forscher glauben, dass die Wasser mit eisigen Kometen und Asteroiden auf die Erde gelangt sind, glauben andere, dass alleine geologische Prozesse in den frühen Phasen der Planetenbildung, etwa durch Ausgasungen, die notwendige Grundlage für spätere Ozeane bildeten. Eine neue Studie von US-Wissenschaftlern hat nun Hinweise darauf gefunden, dass schon Planetenrohlinge das notwendige Nass selbst zur Verfügung stellen können. Die Einsicht könne zudem nicht nur auf die Erde sondern auch auf andere erdartige Felsplaneten im und außerhalb des Sonnensystems übertragen werden.

Neben der Erde, scheint es auch auf anderen Felsplaneten im Sonnensystem, Mars und Venus, einst Ozeane aus flüssigem Wasser gegeben zu haben. Auf den Monden Enceladus (Saturn), Europa, Ganymed und Kallisto (Jupiter) konnten Wasserozeane unter einem dicken Eispanzer verborgen sein. Auf der Oberfläche des Saturnmondes Titan existieren offenbar kleinere Ozeane und Seen in Form flüssiger Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Methan.

Wissenschaftler sehen eine ausreichende Beweislast dafür, dass erdartige Felsplaneten sich auf der Grundlage sogenannter Planetesimale, also sich zunehmend zusammenballender Felsbrocken innerhalb der Akkretionsscheibe späterer Planetensysteme, bilden.

Die Energien dieser Zusammenstöße hinterließen auf den Planeten zwar zunächst Oberflächen aus geschmolzenem Gestein (Magma), doch es dauerte wahrscheinlich für gewöhnlich nicht lange, bis sich diese Magma-Ozeane zu den festen Oberflächen abkühlten. Viele Wissenschaftler gingen bislang davon aus, dass sich vorhandene Ozeane erst später bildeten, als die so entstandenen Planeten von eisreichen Objekten wie Kometen und Asteroiden getroffen wurden und so das Wasser auf die Planetenoberflächen brachten.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Wie die Planetenwissenschaftlerin Lindy Elkins-Tanton vom "Massachusetts Institute of Technology" (MIT) im Fachjournal "Atmospheric and Planetary Sciences" berichtet, könnten schon die "Planetenrohlinge" das Wasser für die späteren Ozeane geliefert haben. "Schon die Planetesimale beinhalteten Spuren von Wasser - mindestens 0,01 bis 0.001 Prozent der gesamten Körpermasse", so die Forscherin.

Genaue Angaben sind hierbei nicht möglich, weil die exakten Größen von Planetesimalen nicht bekannt sind. Wissenschaftler schätzen, dass der "Erdrohling" einen Durchmesser zwischen mehreren hundert bis mehreren tausenden Kilometern hatte. Es wäre also möglich, so Elkins-Tanton, dass das Wasser im Innern der Planetesimale dampfförmige Atmosphären bildet, die sich später abkühlen und durch diesen Prozess Flüssigkeiten kondensieren und auf der Oberfläche von erdartigen Planeten Ozeane bilden und damit einen Wasserkreislauf bilden entstehen lassen.

"Wir können vorherberechnen, wie die ursprünglich geringen Mengen an Wasser im Innern der Planeten entstehen", so Elkins-Tanton, deren Studie sich mit neuen Modellen der physikalischen und chemischen Verfestigungsprozesse von Planeten beschäftigt.

Basierend auf ihren Berechnungen geht die Wissenschaftlerin davon aus, dass eine Mehrzahl felsiger Planeten in ihrer frühen Entwicklungsphase Ozeane ausbildet. Diese Erkenntnis könne nicht nur auf die Planeten im Sonnensystem, sondern auch auf Exoplaneten, also Planeten um ferne Sterne, angewendet werden. Die Berechnungen könnten auch zu beitragen abzuschätzen, ob entsprechende Planeten über Ozeane verfügen oder zumindest früher Ozeane gehabt haben könnten und sich damit zu potentiellen Kandidaten für die Entstehung von außerirdischem Leben eignen.



Zu ihren Schlussfolgerungen ist die Forscherin durch Untersuchungen von Meteoriten gelangt, die von Planetesimalen stammen und in deren Innern Elkins-Tanton Spuren von Wasser nachweisen konnte. Die so gewonnen Daten ließ die Wissenschaftlerin dann in die Modelle zur Verfestigung von Planetenkörpern einfließen.

Anhand der theoretischen Modelle der Kristallisation von Magma zu Mineralien konnte sie berechnen, wie viel Wasser der Planetesimale im Innern dieser Minerale gebunden werden kann und wie viel während des Abkühlungsprozesses im Magma selbst verbleibt. Solche Wassereinschlüsse sollten sich nach den theoretischen Modellen in Blasen zusammenfinden, die dann an die Oberfläche steigen, hier eine dichte Atmosphäre um den noch jungen Planeten bilden und sich in der Folge Ozeane auf dessen Oberflächen absetzen.

Dass schon derart geringe Spuren von Wasser ausreichen sollen, um ganze Ozeane zu speisen, wird ersichtlich, wenn man den Anteil etwa der irdischen Ozeane in Betracht zieht, der nur 0,02 Prozent der Planetenmasse (ohne den Metallkern) der Erde ausmacht.

Hier, so vermutet die Forscherin, habe sich der beschriebene Prozess innerhalb von wenigen Millionen Jahren nach der Zusammenballung des Planetesimals ereignet. Unser Planet wäre demnach schon kurz nach seiner Entstehung lebensfreundlich gewesen. Die gleichen Vorgänge könnten laut Elkins-Tanton auf sogenannten Super-Erden, Felsplaneten von der vielfachen Masse der Erde, hingegen mehrere hundert Millionen Jahre benötigen.

Sollten die Berechnungen zutreffen, würde einhergehend mit der somit gestiegenen Wahrscheinlichkeit von Wasser auf einer Mehrzahl der Felsplaneten, auch die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Leben jenseits der Erde steigen.

Während die Studie jedoch wichtige neue theoretische Erkenntnisse über die Existenz außerirdischer Ozeane und deren Wahrscheinlichkeit zulässt, sagt sie jedoch nichts darüber aus, wie lange sich solche Ozeane auf der Oberfläche ihrer Planeten halten können. Weitere Modellberechnungen über das Zwischenspiel der Vorgänge im Planetenmantel, der Atmosphären und dem Entweichen entsprechender Atmosphären ins All, könnten zukünftig zudem neue Erkenntnisse darüber liefern, was mit den einstigen Ozeanen auf Mars und Venus geschehen ist.

Zukünftig will Elkins-Tanton die möglichen chemischen Zusammensetzungen der postulierten frühen Atmosphären simulieren, um zu analysieren, welche Arten von Atmosphären beim Verfestigungsprozess der Planetenrohlinge entstehen können. Auch will sie ergründen, ob bei diesen Vorgängen auch alternativ zu Ozeanen andere Bedingungen entstehen können, wie sie die Entstehung Leben begünstigen.

WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA
Stammen unsere Ozeane aus dem All?
16. November 2009
Sickerndes Grundwasser soll Entstehung einstiger Marsozeane erklären
5. November 2010

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / mit.edu
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE