Woher kommt unser Wasser?

[Spocky]

Original geschrieben von Bynaus
Beziehungsweise, bis es zu kalt wurde und das Wasser als Permafrost ausfror.

Stimmt, das ist auch eine Möglichkeit, allerdings konnte man die bisher noch nicht nachweisen. Fakt ist, dass auf dem Mars, außer an den Polen, kein Wasser auf der Oberfläche zu finden ist.

[Lem]

Zum Wasser und Plattentektonik des Mars

Der Mars ist ja auch aufgrund seiner geringeren Größe ausgekühlt und verlor seine Plattentektonik. Er hatte einfach ein schlechteres Oberfläche/Volumen- Verhältnis, und strahlte dementsprechend mehr Wärme ab und kühlte bis ins Innere aus.
Wäre der Mars genauso groß wie die Erde so ist zu vermuten, das es dort noch Plattentektonik und Wasser gäbe.
Aus dem Grund des schlechten A/V-Verhältnis finde ich so manche theoretischen Versuche des Terraformings auf dem Mars auch ein wenig zu weit hergeholt... oder aber man eröht die Masse des mars und läßt nochmal ein paar Kometen "landen".

Nach einigen Quellen zurfolge scheint es wirklich Wasserdampf in der Atmosphäre des Mars zu geben. (Damit wäre auch die Eistheorie wahrscheinlich.)

Greets Lem

[Bynaus]

@spocky: doch, es gibt sehr starke Hinweise darauf, dass das so ist.

Sieh dir mal diesen Link an:

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap020315.html

Dort ist eine Karte zu sehen, die ziemlich eindeutig ist...

Terraforming des Mars wäre immer ein künstlichen Zustand, denn der Mars würde wohl längerfristig jede dichte Atmosphäre wieder verlieren.

[Spocky]

Re: Zum Wasser und Plattentektonik des Mars

Original geschrieben von Lem
Der Mars ist ja auch aufgrund seiner geringeren Größe ausgekühlt und verlor seine Plattentektonik. Er hatte einfach ein schlechteres Oberfläche/Volumen- Verhältnis, und strahlte dementsprechend mehr Wärme ab und kühlte bis ins Innere aus.
Wäre der Mars genauso groß wie die Erde so ist zu vermuten, das es dort noch Plattentektonik und Wasser gäbe.

Das ist nicht ganz so einfach, wie du es dir vorstellst. Auch die Erde wäre längst vollkommen abgekühlt (und zwar seit über 4 Mrd Jahren, es gab mal in der Space-Night eine Sendung zu dem Thema und dem Streit Ende des vorletzten Jhs zwischen Geologen und Physikern, indem es ums Alter der Erde ging. Laut Physikern hätte die Erde Allerhöchstens 120 Mio Jahre gabraucht, um auf ihr jetztiges Niveau abzukühlen), wenn es nicht etwas gäbe, das dem entgegenwirkte, nämlich die Radioaktivität. Hätte die Erde nicht so viele Radioaktive Elemente, wäre auch sie längst ein lebloser Gesteinsklumpen und wir würden jetzt nicht hier sitzen. Ich hab leider keine Ahnung, wie es auf dem Mars mit radioaktiven Elementen aussieht, aber ich sehe keinen Grund anzunehmen, dass die Verteilung dort großartig anders sein sollte. Insofern magst du schon Recht haben, dass die geringere Größe ein eintscheidender Faktor war, aber ich denke vielleicht doch nicht der einzig entscheidende.

@ Bynaus: Irgendwie find ich da keine absoluten Zahlen, aber es wird auch nur gesagt, dass der Boden in der Nähe des Südpols reichlich Wasser enthält und wenn ich so auf das Falschfarbenbild schaue, siehts bis auf eine weitere kleine Provinz im Norden auch ziemlich Mau aus. Hast du vielleicht Daten zu dem Ganzen?

[Spocky]

Wie man kürzlich herausfand, hat sich die Erde oberflächlich wesentlich schneller abgekühlt, als man bisher angenommen hat. So gibt es Hinweise, dass es bereits vor mindestens 4,45 Ga Wasser in flüssiger Form an der Oberfläche gab. Dadurch löst sich zumindest das Problem des Verdampfens, das ja nun nicht mehr (so stark) gegeben war.

Des weiteren geht man für das Zustandekommen der Plattentektonik von folgender Annahme aus: Zunächst war die gesamte Erdkruste einheitlich mafisch. Durch Konduktion wurden dann die Schmelzen differenziert. Hinweise darauf liefern die Greenstone Belts, welche vulkanische Abfolgen von ultrabasischen Peridotiten zu zunächst basischen Gesteinen, wie Basalten, die sich periodisch wiederholten, wobei das ganze System insgesamt immer saurer wurde, bis schließlich sogar Rhyolithe entstanden. Da diese Gesteine auch eine geringere Dichte haben, heben sie sich stärker heraus, als die mafischen und überragten sogar den Meeresspiegel. Die saureren felsischen Krustengesteine sind zudem Verwitterungsresistenter und gerade die Verwitterung war auf der jungen Erde sehr viel stärker ausgeprägt. Es kam dadurch zur Bildung vulkanischer Inselbögen, die durch die Konvektionsströme, die durch den wesentlich stärkeren Hitzefluss der jungen Erde sehr viel stärker ausgeprägt waren (und somit auch schneller), stießen immer wieder Inselbögen zusammen und wurden miteinander zu den ersten Kontinenten verschweißt. Auch hier kam ihnen die geringere Dichte zur Hilfe. Das Material ist leichter, als die Schmelze in ihrer Hauptmasse, die ultrabasischer Zusammensetzung ist. Dadurch wurde nur der Teil der Kruste subduziert, der mafisch war. Da sich durch den Kontakt zum Meerwasser (das damals übrigens salziger war, als heute, enthielt also mehr reaktionsfreudige Ionen) sich auch wasserhaltige Minerale bildeten, kam das Wasser auch in den bis dahin reinen Konvektionskreislauf und konnte so schließlich zum antreibenden Motor werden.

[Bynaus]

Ich denke, dass man bei dem ganzen (der Kontinentbildung) auch die Erosion nicht vergessen darf. Sie trug langsam die Inselbögen ab und führte zu einer langsamen Verflachung der Kontinente. Ohne die intensive Erosion wären heute alle Kontinente Ansammlungen von hohen, erloschenen Vulkanen.

[Spocky]

Original geschrieben von Bynaus
Ich denke, dass man bei dem ganzen (der Kontinentbildung) auch die Erosion nicht vergessen darf. Sie trug langsam die Inselbögen ab und führte zu einer langsamen Verflachung der Kontinente. Ohne die intensive Erosion wären heute alle Kontinente Ansammlungen von hohen, erloschenen Vulkanen.

Stimmt, das habe ich nicht ausführlich genug angesprochen in meinen Ausführungen, aber ich habe das im Bezug aufs Wasser auch nicht als allzu wichtig angesehen. Es ist natürlich für die Meere aber auch insofern wichtig, als dass die Schelfe durch den Abtragungsschutt entstanden, wodurch Evaporite entstehen konnten (Gesteine, die aus dem Meerwasser durch Eindampfen entstanden), wodurch erst der Salzgehalt soweit gesenkt werden konnte, dass auch Eurakyonten im Meer leben konnten.

[Spocky]

Ich muss mal diesen Uralt-Thread exhumieren, weil es eine neue Arbeit zu dem Thema gibt, die die Frage möglicherweise klärt. anscheinend gibt es auf der Erde nämlich ein Wasserreservoeir, das dreimal so viel Wasser enthält, wie alle Ozeane zusammengenommen. Das Wasser soll im Erdmantel gespeichert sein, genauer gesagt in einem Gestein namens Ringwoodit.
Massive 'ocean' discovered towards Earth's core - environment - 12 June 2014 - New Scientist

oder wers auf deutsch lieber mag:
Wasser im Erdmantel bestätigt - bild der wissenschaft

Wenn sich das bewahrheitet, dann könnte wohl auch der größte Teil unseres Wasservorkommens auf der Erde sich aus dieser Quelle gespeist haben lassen.

Ich hoffe nur, dass jetzt nicht einige Kreationisten das als Beweis für die Sintflut ansehen und sie einfach behaupten, dass sich dieses Resservoir aus dem an der Oberfläche verschwunden Wasser speist

[Liopleurodon]

Wenn sich das bewahrheitet, dann könnte wohl auch der größte Teil unseres Wasservorkommens auf der Erde sich aus dieser Quelle gespeist haben lassen.

Ist denn die Annahme mit dem Kometenwasser als Ursprung damit automatisch vom Tisch? Wenn ich mich richtig erinnere, legt das Sauerstoffisotopenverhältnis des irdischen Wassers einen ursächlichen Zusammenhang mit dem Wasser von Kometen oder Meteoriten nahe.

Ich hoffe nur, dass jetzt nicht einige Kreationisten das als Beweis für die Sintflut ansehen und sie einfach behaupten, dass sich dieses Resservoir aus dem an der Oberfläche verschwunden Wasser speist

Hmm, es verschwinden aber doch große Mengen des Meeresbodens im Mantel. Das Reservoir an sich beweist noch nicht, dass es von Anfang an Bestand hatte bzw. es lässt keine Aussage über den Weg des Wassers zu. Oder sehe ich das falsch?

Besonders interessant finde ich den Fund im Bezug auf den Mars. Sollte die Situation auf dem Mars ähnlich sein, so könnte das Reservoir vielleicht noch existieren.

[Bynaus]

Ich denke nicht, dass dieser Fund jetzt die Frage ursprünglich beantwortet: denn letztlich ist ja immer noch nicht klar, woher das Wasser (ob im Ozean oder in dieser Wasserreichen Gesteinsschicht) selbst ursprünglich gekommen ist: kam es mit den Planetenbausteinen zur Erde oder erst später mit Kometen?

Ich mache mir weniger Sorgen wegen den paar Kreationisten, eher wegen denen, die jetzt im Ernst denken, es gäbe sowas wie einen "Ozean in der Tiefe des Erdmantels"...

Ist denn die Annahme mit dem Kometenwasser als Ursprung damit automatisch vom Tisch? Wenn ich mich richtig erinnere, legt das Sauerstoffisotopenverhältnis des irdischen Wassers einen ursächlichen Zusammenhang mit dem Wasser von Kometen oder Meteoriten nahe.

Über das Sauerstoffisotopenverhältnis von Kometen wissen wir leider nichts. Aber zumindest das D/H Verhältnis der Erdozeane ist ähnlich wie jenes in Meteoriten, und verschieden von den meisten Kometen (im Gegensatz zu, z.B., der Marsatmosphäre, die ein D/H ähnlich den meisten Kometen hat). Allerdings gibt es auch einen Kometen der Jupiter-Familie, dessen D/H jenem der Erdozeane entspricht. Insofern ist die Frage noch ungeklärt.

[Spocky]

Ist denn die Annahme mit dem Kometenwasser als Ursprung damit automatisch vom Tisch? Wenn ich mich richtig erinnere, legt das Sauerstoffisotopenverhältnis des irdischen Wassers einen ursächlichen Zusammenhang mit dem Wasser von Kometen oder Meteoriten nahe.

Also komplett vom Tisch sicher nicht, denn ein Teil wird wenigstens zwangsläufig von Kometen kommen, das lässt sich kaum verhindern

Hmm, es verschwinden aber doch große Mengen des Meeresbodens im Mantel. Das Reservoir an sich beweist noch nicht, dass es von Anfang an Bestand hatte bzw. es lässt keine Aussage über den Weg des Wassers zu. Oder sehe ich das falsch?

Besonders interessant finde ich den Fund im Bezug auf den Mars. Sollte die Situation auf dem Mars ähnlich sein, so könnte das Reservoir vielleicht noch existieren.

Ja, es "verschwinden" große Mengen Meeresboden an Subduktionszonen und darin enthalten (vor allem in den Sedimentschichten) große Mengen an Wasser, ABER dieses Wasser gelangt nur bis in die Asthenosphäre und die liegt ein wenig höher, mindestens mal 250 km. Das Wasser dort stammt also gar nicht aus den Meeren, zumindest heute nicht.

Auch mineralogisch würde ich bei den subdzuzierten Gesteinen unter den Druck-Temperatur-Bedingungen eher einen Eklogit erwarten, der sich aus den Basalten der marinen Kruste bilden müsste, wenn die Plagioklase instabil werden. Das Inselsilikat Ringwoodit gehört zu den Olivinen, die sehr typisch für den Mantel sind (IIRC das dort häufigste Mineral, genauer: Mineralgruppe). In sofern kann das schon dafür sprechen, dass das Wasser nicht aus den Meeren kommt, sondern umgekehrt. Interessant wäre jetzt natürlich eine Messung der Isotope, aber dazu muss man erstmal was an der Oberfläche finden, das nicht nachträglich alteriert wurde.

[Spocky]

Ist unser Wasser älter als unser Sonnensystem?

Das jedenfalls behauptet ein Doktorand der University of Michigan, der meint, dass 30 - 50 % unseres Wassers interstellaren Ursprung habe.
The Water On Earth Predates The Formation Of The Sun | IFLScience

Nach diesem Modell enthält unser Wasser zu viel Deuterium, um dem heißen Milieu unserer entstehenden Sonne zu entstammen. So etwas würde man eher im kalten interstellaren Medium erwarten.

Das ganze wird dann auch noch an die Wahrscheinlichkeit für Leben außerhalb des Sonnensystems geknüpft - über die möglicherweise enthaltenen organischen Moleküle - aber ich denke, spätestens da liegen wir in Bereichen, in denen die Schlussfolgerungen über ein realistisches Maß hinausschießen

[Liopleurodon]

Ist unser Wasser älter als unser Sonnensystem?

Mit den organischen Molekülen gebe ich Dir Recht, das ist spekulativ. Sollten sie mit dem Deuteriumanteil richtig liegen, so könnte das tatsächlich bedeuten, dass Wasser auf Exoplaneten etwas häufiger ist, als bisher gedacht. Aber das hängt auch wieder von X lokalen Faktoren ab.

Auf der Ebene der einzelnen Moleküle ist das meiste Wasser unserer Erde jedenfalls viel jünger: jeden Tag wird bei der Photosynthese Wasser gespalten und als Abfallprodukt der Atmung wird es wieder zusammen gesetzt.

[Spocky]

Ich hätte das auch in den Rosetta-Thread stecken können, wo es ja auch passt, aber ich finde, dieses Ergebnis hat einen etwas globaleren Rahmen verdient:
Water On Rosetta's Comet Different To Water On Earth | IFLScience

Demnach sind Kometen wohl nicht die Hauptquelle für das irdische Wasser, was wohl auch die Sache mit dem Wasser im Erdmantel wieder wahrscheinlicher macht.

[Bynaus]

Demnach sind Kometen wohl nicht die Hauptquelle für das irdische Wasser, was wohl auch die Sache mit dem Wasser im Erdmantel wieder wahrscheinlicher macht.

Aber wie kam das Wasser in den Erdmantel? Man muss bedenken dass die Erde wohl aus Planetesimalen der inneren Scheibe gebildet wurde, die weitgehend "trocken" sind. Und dass sie danach für die ersten 100 Mio Jahre so heiss war, dass sie ihr Wasser verloren haben dürfte.

Man muss natürlich auch ein wenig aufpassen: Okay, das Wasser von 67P/"CP" passt nicht zu jenem der Ozeane. Es gibt aber einen Kometen aus der Jupiter-Familie, dessen Wasser (aus der Entfernung spektroskopisch gemessen) aber passt. Ich denke, man kann aufgrund von zwei Datenpunkten nicht besonders viel zu dieser Frage sagen. Es wird interessant sein, zu sehen, was geschieht, wenn man das Wasser von "CP" spektroskopisch zu bestimmen versucht: dann nämlich wird sich zeigen, wie verlässlich solche Messungen "auf Distanz" wirklich sind.