Erdoberfläche älteste Wasser kann von alten H2O gefüllt Staub gekommen sind

Die Erde ist der einzige Planet im Sonnensystem, die verfügt über eine Oberfläche reichlich mit flüssigem Wasser bedeckt. Aber woher das Wasser kommt ist eine langjährige Frage, dass Wissenschaftler noch entwirren.

Eine neue Studie berichtet den ersten Beweis, dass die alten Staub mit Wasser gesättigt das Herzstück eines Säuglings Erde gesammelt.

Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren gebildet Erde aus unzähligen Kollisionen von Staub und Felsen rund um die Sonne. Planetarische Wissenschaftler an der University of Hawaii in Frage gestellt, ob einige der alten Mineralien lauern in den tiefen Mantel – 1.800 Meilen (2.900 km) unterhalb der Erdoberfläche – könnte der Planet erste Wassermoleküle gehalten haben. Und Lava Stichprobe im Jahr 1985 von Baffin Island in der kanadischen Arktis stammt aus genau der richtigen Tiefe, Antworten zu geben. [Foto-Timeline: wie die Erde gebildet]

Warum war die Tiefe so wichtig? "Wir brauchten eine ungestörte Quelle des Mantels aus der Erde-Formation" sagte Lydia Hallis, Erstautor der Studie und ein planetarischer Wissenschaftler mit der University of Glasgow im Vereinigten Königreich, Leben-Wissenschaft. Erdoberfläche über Milliarden von Jahren dramatisch verändert hat, aber Lava am laufenden Band in den tiefen Mantel bleibt unverändert aus, wenn der Planet Gestalt annahm.

Hallis sagte Lava Proben hatte tief im Erdmantel herkommen, denn Lava näher an die Kruste ausgebrochen und gemischt mit Oberfläche Materie haben kann. Bei der Suche nach ursprünglichen Wasser Hallis und ihre Kollegen mussten sicher sein, dass die Mineralien sie analysiert datiert zurück auf die Erde ist frühesten Tagen ohne Kontamination von jüngeren Felsen.

Und Lava Proben in diesem unberührten Zustand zu finden war eine Herausforderung, um es gelinde auszudrücken. "Wasserstoff ist überall auf der Erde!" Hallis sagte und lachte. "Es ist schwer zu sagen, was Sie messen nicht Wasserstoff vor Verschmutzung. Sie messen Teile pro Millionen in ein Stück Fels so klein, dass man es nicht sehen. Es dauerte Jahre, bis zu dem Punkt, wo wir wussten, dass wir etwas Messen waren, real erhalten, nicht von der Oberfläche Wasser,"sagte sie.

Klein anfangen

Sobald die Wissenschaftler ihre Lava tief-Mantel hatte, konnte sie Wasserspuren ungestört alten in Basalt, Lava gekühlte Form studieren. Der Schlüssel zu erkennen, woher der Erde Wasser lauert in der Wasserstoff-Atome; insbesondere im Verhältnis zwischen zwei Arten von Wasserstoff-Atomen, Isotope genannt. Isotope sind identisch, mit Ausnahme von einem entscheidenden Unterschied: die Anzahl der Neutronen. Ein Wasserstoff-Isotop-Deuterium – hat ein Neutron, während ein anderer – Wasserstoff – hat keiner.

Vergleicht man die Anzahl der Atome Null-Neutronen im Verhältnis zu einem Neutron Atome im Wasser H2O Moleküle ergibt sich ein Verhältnis, das einzigartig für jeden Planeten – und sogar Asteroiden und Kometen – in unserem Sonnensystem. In der Regel erklärt Planeten näher zur Sonne haben mehr Wasserstoff-Isotop insgesamt in ihrer Wasser-Moleküle, während Planeten weiter von der Sonne mehr des Isotops Deuterium haben, Hallis.

Frühere Studien der Erdatmosphäre Oberflächenwasser, jedoch fand-Verhältnisse, die Deuterium bevorzugt. Dies angeheizt Theorien, die Erde Wasser auf den Planeten gebracht wurde nachdem es gebildet, wasserreichen Asteroiden oder Kometen. Lieferung des Wassers der Erde durch diese Solaranlage Ausreißer könnte ein höheres Verhältnis von Deuterium erklären.

Aber die neue Studie fand Spuren von Wasser, die eine andere Geschichte erzählt. Staubkörner versteckt tief im Inneren unseres Planeten seit Milliarden von Jahren zeigte mehr Wasserstoff-Isotope in ihrem Wasser, sagten was darauf hindeutet, dass wassergesättigten Staub selbst eingebettet in die felsigen Klumpen, die schließlich Gestalt wie Erde nahm, die Forscher.

"Das ändert alles," sagte Steve Desch, ein Astrophysiker und Professor in der Schule der Erde und des Weltraums an der Arizona State University, der nicht an der Studie beteiligt war, Leben-Wissenschaft. "Die Debatte über die Entstehung der Erde Wasser zentriert hat seit Jahrzehnten darüber, ob Erde sein Wasser von Kometen oder Chondriten (felsige Meteoriten)," sagte er. Diese Studie legt nahe, dass Staub und Gas um die Sonne war ein wichtiger Wirtschaftsfaktor, fordern Neubewertung der früheren Schlussfolgerungen, die die Rolle des Materials innerhalb des so genannten solaren Nebels übersehen.

Desch fügte hinzu, dass die Studie auch weitreichende Folgen für die Entschlüsselung haben könnte, wo Wasser kam aus – und so war es im Laufe der Zeit verloren – auf anderen Planeten im Sonnensystem, und sogar auf Planeten Ferne Sterne umkreisen.

"Dies ist ein großes Ergebnis. Ein neues Kapitel gerade erst begonnen hat in unserem Verständnis von wo erdähnlichen Planeten ihr Wasser bekommen,"sagte Desch.

Die Feststellung ist detailliert heute (12. November) in der Fachzeitschrift Science.

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