Woher kommt unser Wasser?

[Spocky]

Der Artikel sagt eigentlich nichts neues. Natürlich hatte die Erde von Anfang an Wasser, das ist seit längerem bekannt, aber wie auch der Artikel schon sagt, stimmen die Isotopenverhältnisse nicht mit dem heutigen Meerwasser überein.

Im Endeffekt hat der Artikel aber sicher damit Recht, dass es aus dem Staub stammt. Allerdings wurde es erst getrennt und dann wiedervereinigt, das wäre die logischte Erklärung. Der Sonnenwind verblies deuteriumärmeres Wasser nach außen, dadurch ist das alte Erdwasser deuteriumreicher und Eis aus den Kometen deuteriumärmer. Natürlich kam zu dem Wasser der Erde dann wieder das von Kometen hinzu. Lässt sich ja kaum vermeiden

[Liopleurodon]

Uralte Einschlüsse in Basaltgesteinen von Baffin Island deuten darauf hin, dass die Erde ihr Wasser schon in der frühen Phase ihrer Entstehung ansammelte. Der in den Steinen gefundene Deuteriumanteil des Wasserstoffs ist deutlich geringer als im heutigen Meerwasser und in Meteoriten:

Origin of Earth’s water traced back to the birth of our planet - New Scientist

[Spocky]

Kann es sein, dass einzelne Kometen (oder Populationen von Kometen) ihre eigene Geschichte bezüglich ihres Wasserinventars durchlaufen haben? Der Verlust von normalem Wasser und schwerem Wasser sollte sich zwar nur geringfügig unterscheiden, aber über Milliarden Jahre gerechnet könnten Nähe und Ferne zur Sonne eine abweichende Isotopenzusammensetzung hervorrufen - oder ist der Effekt nicht so relevant?

Es würde mich ehrlich gesagt schwer wundern, wenn es nicht so wäre, vor allem, wenn man bedenkt, wie unterschiedlich die Bahnen der Kometen verlaufen und theoretisch ist es ja sogar möglich, dass einige Kometen extrasolaren Ursprungs sind.

[Liopleurodon]

Das Wasser könnte ja schon in der Erdentstehung durch die ganzen Asteroiden und co. mitgeliefert worden sein, ist anfangs noch recht leicht wieder ausgetreten da die Erde wohl noch ein Glutball war ( sich aber nahe der Erde aufhielt ggf. zut Entstehung der Atmosphäre beigetragen hat ), die Erdkruste sich aber irgendwann soweit abkühlte das inneres Wasser nicht mehr entweichen konnte. Oberhalb kondensierte dann das Wasser an der nun kühleren Erde.
Nachschub gabs dann von weiteren Brocken aus dem All.

Wenn ich das korrekt überblicke, dann nimmt man an, dass die erste Atmosphäre der Erde komplett verloren gegangen ist und erst später wieder aufgefüllt wurde, sowohl vulkanisch als auch extraterrestrisch.

Natürlich ist die Datenlage extrem dürftig, das ist klar

@ Bakkad Baran: Natürlich kam auch Wasser von Asteroiden, das zweifelt auch niemand an. Es geht hier einfach um die Hauptmasse an Wasser und woher die kam.

Kann es sein, dass einzelne Kometen (oder Populationen von Kometen) ihre eigene Geschichte bezüglich ihres Wasserinventars durchlaufen haben? Der Verlust von normalem Wasser und schwerem Wasser sollte sich zwar nur geringfügig unterscheiden, aber über Milliarden Jahre gerechnet könnten Nähe und Ferne zur Sonne eine abweichende Isotopenzusammensetzung hervorrufen - oder ist der Effekt nicht so relevant?

[Spocky]

Natürlich ist die Datenlage extrem dürftig, das ist klar

@ Bakkad Baran: Natürlich kam auch Wasser von Asteroiden, das zweifelt auch niemand an. Es geht hier einfach um die Hauptmasse an Wasser und woher die kam.

[Bakkad Baran]

Das Wasser könnte ja schon in der Erdentstehung durch die ganzen Asteroiden und co. mitgeliefert worden sein, ist anfangs noch recht leicht wieder ausgetreten da die Erde wohl noch ein Glutball war ( sich aber nahe der Erde aufhielt ggf. zut Entstehung der Atmosphäre beigetragen hat ), die Erdkruste sich aber irgendwann soweit abkühlte das inneres Wasser nicht mehr entweichen konnte. Oberhalb kondensierte dann das Wasser an der nun kühleren Erde.
Nachschub gabs dann von weiteren Brocken aus dem All.

Wenn selbst ein kleiner Mond ( war das ein Jupiter oder Saturnmond ? ) schon mehr Wasser hat als an der Oberfläche der Erde, dann kann man davon ausgehen das damals auch ein paar Kilometergroße Brocken Eisasteroiden usw. es durchaus bis zur Oberfläche geschafft haben ( durch noch fehlende oder geringere Atmosphäre ) und so eben zusätlich Wasser mitbrachten.

[Liopleurodon]

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.

Falls die Erde das heutige Wasser von Kometen erhalten hat, dann dürften etliche Millionen dieser Objekte dazu beigetragen haben. Auf der Erde würde man dann die mittlere Zusammensetzung von Kometenwasser messen.

Ich stimme Bynaus zu. Die bisherigen Daten sind zur Beantwortung dieser Frage noch zu unvollständig.

[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.

[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.

[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]

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

[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.

[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.

[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.

[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