Raumsonde vor kleinem, mit Kratern übersätem Himmelskörper.

Wasser auf der Erde stammt nicht von Kometen

Das Wasser in dem Kometen Churyumov-Gerasimenko enthält dreimal so viel Deuterium – also schweren Wasserstoff – wie das Wasser in den irdischen Ozeanen. Das zeigen Messungen der Raumsonde Rosetta, die den Schweifstern seit August dieses Jahres im Abstand von wenigen Kilometern begleitet. Das Wasser auf der Erde kann demnach nicht, wie vielfach angenommen, von Kometen stammen. Als Ursprung kämen eher Asteroiden infrage, so ein Forscherteam im Fachblatt „Science“.

„Die Herkunft des Wassers sowie organischer Stoffe auf der Erde und den anderen terrestrischen Planeten ist immer noch umstritten“, erläutern Kathrin Altwegg von der Universität Bern und ihre Kollegen. „Die beste Methode zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Szenarios ist die Bestimmung des Verhältnisses zwischen Deuterium und normalem Wasserstoff.“ Wassermoleküle bestehen aus jeweils einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen. Wasserstoff ist das physikalisch einfachste Element: Seine Atome bestehen aus jeweils einem Proton, um das ein Elektron kreist. In geringen Mengen kommt aber auch schwerer Wasserstoff vor: Die Kerne von solchen Deuteriumatomen enthalten zusätzlich ein Neutron.

Altwegg ist hauptverantwortlich für das Massenspektrometer ROSINA an Bord von Rosetta. Mit diesem Instrument können die Forscher nicht nur die chemische Zusammensetzung der Kometenmaterie untersuchen, sondern auch die Häufigkeit der verschiedenen Isotope eines Elements, also seiner Variationen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen im Atomkern. Die Forscher haben jetzt insgesamt fünfzig solcher Spektren ausgewertet, die ROSINA zwischen dem 8. August und dem 5. September 2014 aufgenommen hat. Die Messungen zeigen im Wasser des Kometen Churyumov-Gerasimenko ein Verhältnis von Wasserstoff zu Deuterium von rund fünf Zehntausendsteln, das ist das Dreifache des irdischen Werts – und zudem ein Wert, der deutlich höher liegt als in früheren Messungen bei anderen Kometen. Diese Differenzen spiegeln nach Ansicht von Altwegg und ihren Kollegen die unterschiedlichen Herkunftsregionen von kurzperiodischen Kometen wie Churyumov-Gerasimenko wider.

Als Wasserspender für die Erde kommen die Kometen damit nicht länger infrage, so die Wissenschaftler. In der Entstehungsphase des Sonnensystems hat die starke Strahlung der jungen Sonne Wasser und andere flüchtige Stoffe aus der Region der erdähnlichen Planeten herausgeblasen. Diese Stoffe – also auch das Wasser der irdischen Ozeane – müssen also erst später wieder von außen in das innere Sonnensystem hineintransportiert worden sein. „Unsere Messungen unterstützen Modelle, die als Quelle nicht Kometen, sondern Asteroiden sehen“, folgern Altwegg und ihr Team.

Infrage kommen dafür vor allem Himmelskörper aus der äußeren Region des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter: Frühere Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass sie nicht nur einen hohen Wasseranteil besitzen, sondern das zudem der Deuteriumanteil dieses Wassers gut mit dem der irdischen Ozeane übereinstimmt.