Vannet på jorda kan ha kommet med meteorer fra Jupiter. (Foto: NASA)
Vannet på jorda kan ha kommet med meteorer fra Jupiter. (Foto: NASA)

Vannet på jorda kan stamme fra Jupiter

Meteorer fra Jupiter har tilført vann til det indre solsystemet.

Publisert

Fakta

To isotoper har samme protontall, men ulikt nøytrontall.

Forskerne har undersøkt to isotoper av hydrogen. De to finnes blant annet i vann.

De fleste grunnstoffene er blandinger av stabile isotoper.

Noen isotoper er stabile, mens andre kan være radioaktive.

Kilde: Den Store Danske og Sune G. Nielsen 

Fakta

Vesta er det nærmeste store objektet i asteroidebeltet, med en radius på 255 kilometer.

På jorda har man funnet eukritter fra Vesta med en vekt på fra 100 gram til over 40 kilo.

I alt har man funnet 100–150 eukritter fra Vesta.

Kilde: Sune G. Nielsen

 

Vannet på jorda er litt et mysterium. Hvor kommer det fra? Når kom det til jorda? 

Nå ser det ut til at forskerne har funnet noen svar.

En ny studie viser nemlig at meteorer fra Jupiter tok med seg vann inn i det indre solsystemet da jorda fortsatt var ung.

Det innebærer at vannet kom tidligere enn man hittil har trodd.

– En av de store utfordringene er at vi ikke forstår fullt ut hvordan planeter oppstår. Derfor er det fantastisk med denne ekstra kunnskapen, sier Liv Hornekær, som er førsteamanuensis ved Institutt for fysikk og astronomi ved Aarhus Universitet. Hun har ikke vært med på å utføre arbeidet.

Den nye studien er publisert i Science.

Oppdaget noe mystisk

Men hvordan havner vann fra Jupiter på jorda?

Forskerne studerte opprinnelig en meteortype som kalles eukritter. Disse stammer primært fra den nest største asteroiden i solsystemet, Vesta.  

Forskerne trodde lenge slike meteorer var uten vann. Men en av forskerne gjorde en underlig oppdagelse, forteller Sune G. Nielsen fra Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts, USA.

– Adam R. Sarafian fant mineralet apatitt på noen eukritter. På jorda er det et vannholdig mineral. Og faktisk fant han vann, forteller Nielsen.

Forskerne mente det kunne indikere at eukrittene kunne spille en rolle i transporten av vann til det indre solsystemet.

Vann består som kjent av oksygen og hydrogen, og forskerne har observert på de forskjellige utgavene – isotopene – av hydrogen i eukrittene. Hydrogen kan nemlig både opptre i en tung utgave, deuterium, og en vanlig utgave.

– I dette prosjektet måler vi forholdet mellom deuterium og vanlig hydrogen. Det forholdet er ulikt forskjellige steder i solsystemet, men forholdet i eukrittene minnet om det man finner på jorda. Det tyder på at det var vann i det indre solsystemet ganske tidlig, da både Vesta og jorda ble dannet, sier han.

Kom med vannet

De vannholdige mineralene oppsto imidlertid ikke av seg selv. Her kommer Jupiter inn i bildet.

Jupiter ligger utenfor det indre solsystemet, og har slynget vannholdige meteorer, karbonholdige kondritter, innover.

Da kondrittene traff jorda og Vesta, ble vannet absorbert eller krystallisert i mineraler som apatitt.

Alt dette har forskerne kunnet måle ut fra to hydrogenisotoper, og resultatet overrasker Liv Hornekær.

– Det er overraskende at de har kommet fram til dette ut fra hydrogenisotoper. Det gir en større begrensning på mulighetene for hvor vannet kan komme fra, sier hun.

Kan ha hatt mer hav

Det at det tidlig var vann i det indre solsystemet, har selvfølgelig hatt en stor betydning for jordas utseende. Sune G. Nielsen forklarer at det kan ha vært hav på jorda veldig tidlig.

– Jorda kan ha hatt hav bare 50–70 millioner år etter at solsystemet ble dannet, sier Nielsen.

– Det samme gjelder de andre planetene. Det er altså realistisk at Mars hadde vann langt tidligere, og det gjør det mer sannsynlig at liv har kunnet utvikle seg der.

Kommer ikke fra kometer

De nye resultatene undergraver ifølge Nielsen vanlige teorier på området.

Han forklarer at det er to teorier for opphavet av vannet på jorda. Enten kom det veldig sent eller veldig tidlig.

Forskerne i den første skolen mener vannet kom til jorda under den perioden som kalles det sene bombardementet, hvor jorda var 700 millioner år gammel – eller 100–200 millioner år etter at solsystemet ble dannet, antagelig via kometlignende materiale.

Sune G. Nielsen mener derimot vannet har vært i det indre solsystemet veldig tidlig, men det er først nå det kommer direkte data som peker i den retningen.

– Man har trodd at da jorda ble dannet, fordampet alt vannet. Det vil si at jorda var veldig tørr. Men denne studien tyder på at mye av vannet på jorda var i det opprinnelig materialet. Det er interessant, sier Liv Hornekær.

Teorien om at vannet kom med kometer, har ikke Sune Nielsen noen tro på.

– Hele den ideen er basert på at jorda er innenfor snølinjen. Derfor mente folk i lang tid at jorda ble dannet uten vann. Men målinger viser at vannet på kometer har et helt annet forhold mellom deuterium og vanlig hydrogen. Dessuten er sjansene for at en stor komet treffer jorda forsvinnende små, sier Nielsen.

Den stiplede linjen i illustrasjonen viser snølinjen. Utenfor den finnes alt vann i form av is eller snø. Vesta og Jupiter som sender kondritter inn i det indre solsystemet. En av kondrittene er forstørret til venstre, hvor man kan se vannmolekylene.  (Foto: (Illustrasjon: Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution))
Den stiplede linjen i illustrasjonen viser snølinjen. Utenfor den finnes alt vann i form av is eller snø. Vesta og Jupiter som sender kondritter inn i det indre solsystemet. En av kondrittene er forstørret til venstre, hvor man kan se vannmolekylene. (Foto: (Illustrasjon: Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution))

Viktig kunnskap

Dermed har vi kommet et skritt tettere nærmere løsningen på gåten om vannets opprinnelse. Men hvorfor er det så viktig å vite hvor vannet vårt kommer fra?

– Livets opprinnelse er veldig tett forbundet med vann. Derfor er det viktig å forstå hvor det kommer fra, og hvorfor vi har så mye på jorda, sier Sune G. Nielsen.

Referanse:

Early accretion of water in the inner solar system from a carbonaceous chondrite–like source, Science, 2014, DOI:10.1126/science.1256717 (sammendrag)

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.