Zon leverde vermoedelijk deel van het water op Aarde

De zonnewind, bestaande uit zonnedeeltjes die voornamelijk bestaan uit waterstofionen, zorgde voor water op het oppervlak van stofdeeltjes die, gedragen door asteroïden, op de jonge Aarde te pletter sloegen. Dit schrijven onderzoekers in een artikel dat in Nature Astronomy is gepubliceerd.

olivijnkorrel Itokawa
De onderzoekers gebruikten atoomsondetomografie om direct een gemiddelde ~1 mol-% verrijking in water en hydroxylen te observeren in de door zonnewind bestraald rand van een olivijnkorrel van de S-type asteroïde Itokawa. Credit: Curtin University.

Vergeleken met de andere rotsachtige planeten in het zonnestelsel is de Aarde erg waterrijk. Meer dan 70% van het oppervlak is bedekt met oceanen en wetenschappers hebben lang getwijfeld over de exacte herkomst van dit alles.

Een bestaande theorie zegt dat het water door C-type asteroïden naar de Aarde is gebracht. Dit zou zijn gebeurd in de laatste fase van het ontstaan van onze planeet. Maar eerdere testen van de isotopische vingerafdruk van deze asteroïden wezen uit dat ze gemiddeld niet overeenkwamen met het gevonden water op Aarde en dat betekent dat er minstens één andere bron moet zijn.

Het nieuwe onderzoek suggereert dat de zonnewind water maakte op het oppervlak van kleine stofkorrels en dit isotopisch lichtere water leverde waarschijnlijk de rest van het water op Aarde.

Met behulp van een techniek die atooomsondetomografie heet analyseerden de wetenschappers olivijnkorrels van de S-type aardscheerder Itokawa. Dit olivijn is door de Hayabusa ruimtesonde van de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA in 2010 naar de Aarde gebracht.

Met behulp van deze techniek waren de onderzoeker  in staat om de eerste 50 nanometer van het oppervlak van de Itokawa-stofkorrels, waarvan ze ontdekten dat ze genoeg water bevatten dat, indien opgeschaald, ongeveer 20 liter zou bedragen voor elke kubieke meter steen.

De techniek geeft inzicht in hoe kleine stofdeeltjes die in de ruimte zweven wetenschappers kunnen helpen de balans te vinden in de isotopensamenstelling van het water op Aarde en het geeft nieuwe aanwijzingen om de oorsprong van dit water te vinden.

Het onderzoek geeft wetenschappers niet alleen een opmerkelijk inzicht in de vroege bron van het water op Aarde maar het kan ook helpen bij toekomstige ruimtemissies. Hoe astronauten aan voldoende water kunnen komen zonder voorraden mee te nemen is een van de belemmeringen voor toekomstige menselijke verkenning van de ruimte.

Het onderzoek heeft volgens de wetenschappers aangetoond dat hetzelfde proces van verwering in de ruimte dat water op Itokawa maakte waarschijnlijk ook plaatsvond op andere luchtloze planeten en dat betekent dat astronauten in staat kunnen zijn om verse watervoorraden rechtstreeks uit het stof op het oppervlak van een planeet te verwerken.

De atoomsonde is een techniek uit de materiaalwetenschap. Het maakt het mogelijk de identificatie van de massa van individuele atomen mogelijk die door middel van veldverdamping zijn losgemaakt van een zeer scherpe punt van een elektrisch geleidend materiaal. Als het mogelijk is om driedimensionale gegevens van veel atomen te verkrijgen met behulp van een geschikte detector worden ze ook wel tomografische atoomprobe of driedimensionale atoomprobe genoemd. Hoewel er ook atoomsondes zijn die alleen eendimensionale analyse mogelijk maken wordt meestal de tomografische atoomsonde toegepast.

Artikel: L. Daly et al. Solar wind contributions to Earth’s oceans. Nat Astron, published online November 29, 2021;

Eerste publicatie: 30 november 2021
Bron: Sci-News