De aarde is uniek in ons zonnestelsel:het is de enige terrestrische planeet met een grote hoeveelheid water en een relatief grote maan, die de aardas stabiliseert. Beide waren essentieel voor de aarde om leven te ontwikkelen. Planetologen van de Universiteit van Münster (Duitsland) hebben nu kunnen aantonen, Voor de eerste keer, dat water naar de aarde kwam met de vorming van de maan zo'n 4,4 miljard jaar geleden. De maan werd gevormd toen de aarde werd geraakt door een lichaam ter grootte van Mars, ook wel Theia genoemd. Tot nu, wetenschappers hadden aangenomen dat Theia zijn oorsprong vond in het binnenste zonnestelsel nabij de aarde. Echter, onderzoekers uit Münster kunnen nu aantonen dat Theia uit het buitenste zonnestelsel komt, en het leverde grote hoeveelheden water aan de aarde. De resultaten zijn gepubliceerd in het huidige nummer van Natuurastronomie .

Van het buitenste naar het binnenste zonnestelsel

De aarde is ontstaan ​​in het 'droge' binnenste zonnestelsel, en dus is het enigszins verrassend dat er water op aarde is. Om te begrijpen waarom dit het geval is, we moeten teruggaan in de tijd toen het zonnestelsel ongeveer 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd. Uit eerdere onderzoeken, we weten dat het zonnestelsel zo gestructureerd werd dat de 'droge' materialen werden gescheiden van de 'natte' materialen:de zogenaamde 'koolstofhoudende' meteorieten, die relatief rijk zijn aan water, komen uit het buitenste zonnestelsel, terwijl de drogere 'niet-koolstofhoudende' meteorieten uit het binnenste zonnestelsel komen. Terwijl eerdere studies hebben aangetoond dat koolstofhoudende materialen waarschijnlijk verantwoordelijk waren voor het leveren van het water aan de aarde, het was onbekend wanneer en hoe dit koolstofhoudende materiaal - en dus het water - naar de aarde kwam. "We hebben molybdeenisotopen gebruikt om deze vraag te beantwoorden. De molybdeenisotopen stellen ons in staat om koolstofhoudend en niet-koolstofhoudend materiaal duidelijk te onderscheiden, en als zodanig een 'genetische vingerafdruk' vertegenwoordigen van materiaal uit het buitenste en binnenste zonnestelsel, " legt Dr. Gerrit Budde van het Instituut voor Planetologie in Münster en hoofdauteur van de studie uit.

De metingen van de onderzoekers uit Münster laten zien dat de molybdeenisotopensamenstelling van de aarde tussen die van de koolstofhoudende en niet-koolstofhoudende meteorieten ligt, wat aantoont dat een deel van het molybdeen van de aarde zijn oorsprong vindt in het buitenste zonnestelsel. In deze context, de chemische eigenschappen van molybdeen spelen een sleutelrol omdat, omdat het een ijzerminnend element is, het grootste deel van het molybdeen van de aarde bevindt zich in de kern. "Het molybdeen dat tegenwoordig toegankelijk is in de aardmantel, daarom, afkomstig is uit de late stadia van de vorming van de aarde, terwijl het molybdeen uit eerdere fasen volledig in de kern zit, " legt Dr. Christoph Burkhardt uit, tweede auteur van de studie. De resultaten van de wetenschappers laten daarom zien, Voor de eerste keer, dat koolstofhoudend materiaal van het buitenste zonnestelsel laat op aarde arriveerde.

Maar de wetenschappers gaan nog een stap verder. Ze laten zien dat het grootste deel van het molybdeen in de aardmantel werd geleverd door de protoplaneet Theia, wiens botsing met de aarde 4,4 miljard jaar geleden leidde tot de vorming van de maan. Echter, aangezien een groot deel van het molybdeen in de aardmantel afkomstig is uit het buitenste zonnestelsel, dit betekent dat Theia zelf ook uit het buitenste zonnestelsel is voortgekomen. Volgens de wetenschappers de botsing leverde voldoende koolstofhoudend materiaal op om de volledige hoeveelheid water op aarde te dekken. “Onze aanpak is uniek omdat, Voor de eerste keer, het stelt ons in staat om de oorsprong van water op aarde te associëren met de vorming van de maan. Simpel gezegd, zonder de maan zou er waarschijnlijk geen leven op aarde zijn, " zegt Thorsten Kleine, Hoogleraar Planetologie aan de Universiteit van Münster.