Forskere ved Universitetet i Munster har opdaget, at Jorden fik sit vand fra en kollision med Theia. Theia var det gamle legeme, der kolliderede med Jorden og dannede Månen. Deres opdagelse viser, at Jordens vand er meget ældgammelt end tidligere antaget.
Den stående teori for dannelsen af Månen involverer et gammelt legeme kaldet Theia. For omkring 4,4 milliarder år siden kolliderede Theia med Jorden. Kollisionen skabte en massiv affaldsring, og Månen dannede sig fra det affald.
Den stående teori siger også, at Jorden samlet sit vand over tid, efter kollisionen med Theia, med kometer og asteroider, der leverede vandet. Men den nye undersøgelse fra University of Munster præsenterer beviser, der understøtter en anden kilde til Jordens vand: Theia selv.
”Vores tilgang er unik, fordi den for første gang giver os mulighed for at forbinde vandets oprindelse på Jorden med dannelsen af Månen.”
Thorsten Kleine, professor i planetologi ved Universitetet i Münster.
Forskere har længe troet, at Theia var et legeme fra det indre solsystem, da det var klippefyldt i naturen. Men den nye undersøgelse siger, at det ikke er tilfældet. I stedet havde Theia sin oprindelse i det ydre solsystem.
Nøglen til at forstå disse begivenheder er ideen om de våde og tørre dele af vores solsystem. Solsystemet blev dannet for omkring 4,5 milliarder år siden, og vi ved, at den måde, det var struktureret på, førte til et tørt indre område og en våd ydre region. Jorden er lidt af et mysterium, fordi den dannede sig i det tørre område tættere på Solen, men alligevel har det en overflod af vand. Så undersøgelser som denne, der prøver at forstå, hvordan Jorden fik sit vand, er vigtige.
Meget eller vores forståelse af Jordens vand kommer fra to typer meteoritter: kulstofholdige meteoritter, der er rige på vand, og ikke-kulstofholdige meteoritter, der er tørre. Og kulstofholdige meteoritter kommer fra det ydre solsystem, mens de tørre ikke-kulstofholdige meteoritter kommer fra det indre solsystem. Har du alt det?
Der er masser af bevis for, at Jordens vand blev leveret af de våde kulstofholdige meteoritter fra det ydre solsystem, men hvornår og hvordan det skete har aldrig været sikker. Denne undersøgelse bringer en vis sikkerhed til spørgsmålet.
”Vi har brugt molybdænisotoper til at besvare dette spørgsmål.”
Dr. Gerrit Budde, hovedforfatter, Institut for Planetologi i Munster.
Undersøgelsen kaldes "Molybden isotopisk bevis for den sene optagelse af materiale fra det ydre solsystem til Jorden", og det er offentliggjort i tidsskriftet Nature Astronomy. Som titlen gør det klart, handler det om isotoper af molybdæn og forskellen mellem molybdæn i jordens kerne og molybdæn i jordens kappe.
”Vi har brugt molybdænisotoper til at besvare dette spørgsmål. Molybdænisotoperne tillader os klart at skelne mellem kulstofholdigt og ikke-kulstofholdigt materiale, og som sådan repræsenterer et 'genetisk fingeraftryk' af materiale fra det ydre og indre solsystem, ”forklarer Dr. Gerrit Budde fra Institut for Planetologi i Münster og hovedforfatter af undersøgelsen.
Hvorfor molybdæn? Fordi det har en meget nyttig egenskab, når det kommer til at besvare spørgsmålet om oprindelsen af Jordens vand. Molybdæn er meget jernvenligt, hvilket betyder, at det meste findes i jordens kerne, som stort set er jern.
Kernen er eldgammel, fordi jorden var en smeltet kugle i sine tidlige dage, og tungere elementer som jern vandrede til dannelse af kernen. Da molybdæn elsker jern, gik molybdæn også til kernen. Men der er også molybdæn i jordskorpen, som måske er blevet leveret til Jorden, efter at den var afkølet, ellers ville den også have migreret til kernen. Så Jorden har to populationer af molybdæn, og de er hver især forskellige isotoper.
Og det sent-til-fest-molybdæn i Jordens mantel skal være kommet fra kroppe, der styrtede ned på Jorden senere i dens dannelse. ”Molybdæn, som i dag er tilgængeligt i jordens mantel, stammer derfor fra de sene stadier af Jordens dannelse, mens molybdæn fra tidligere faser er helt i kernen,” forklarer Dr. Christoph Burkhardt, anden forfatter til undersøgelsen.
Hvad disse resultater gør for første gang klart, er, at kulstofholdigt materiale fra det ydre, våde område af solsystemet ankom sent på Jorden.
Men papiret går videre end det. Da molybdænet i mantelen måtte være kommet fra det ydre solsystem, på grund af at det var en anden isotop, betyder det, at Theia også måtte komme fra det ydre solsystem. Forskerne bag denne forskning viser, at kollisionen med Theia leverede nok kulstofholdigt materiale til at udgøre hovedparten af Jordens vand.
”Vores tilgang er unik, fordi den for første gang giver os mulighed for at forbinde vandets oprindelse på Jorden med dannelsen af Månen. For at sige det enkelt, uden månen ville der sandsynligvis ikke være noget liv på Jorden, ”siger Thorsten Kleine, professor i planetologi ved Münster Universitet.
