Interessant overzicht. Hoe het water op Aarde is terecht gekomen heeft geleid tot een discussie die denk ik nog wel jaren door zal lopen. Misschien kunnen we hier er ons steentje aan bijdragen door voors en tegens bij de twee meest gehoorde hypothesen te formuleren. Daarvoor de twee versies; De Aarde was al vroeg 'nat' versus er was een 'Late Heavy Bombardment' hier kort op een rij.
Natte Aarde theorie:
In de eerste 100 miljoen jaar van de vorming van het zonnestelsel werd door accretie van planetisimalen die water (schatting 0,1 volumeprocenten 0,025 gewichtsprocenten) bevatten de Aarde gevormd.
Het al 4,4 miljard geleden voorkomen van zirkoon (water als medium is nodig voor het kristalliseren van dit mineraal) spreekt voor dit standpunt. En na 200 miljoen jaar al was het oppervlak vergaand afgekoeld en waterrijk.
Fysisorptie (door van der Waals krachten) van water kan een tweede waterbron geweest zijn. Water was tijdens de vorming van het zonnestelsel in ruime mate aanwezig in een wolk damp met een geschatte massa van drie keer de Aarde binnen 3 AU van de Zon.
Water maakt ongeveer 0,04% van de Aardmassa uit, een fractie van de hoeveelheid in die wolk.
Dit wordt mede ondersteund door de ontdekking van ongelofelijke hoeveelheden water in het heelal; een wolk van 140.000.000.000.000 (140 biljoen) keer de hoeveelheid water op Aarde is aangetoon op een afstand van 12 miljard lichtjaar (dus vrij kort na het onstaan van het heelal).
Hiernaast is er in meterorieten, op planetoïden, kometen, manen en Mars en zelfs de Maan water aangetoond. Water is dus heel gewoon in het heelal.
- Crater-with-ice-layer-in-Vastitis-Borealis.jpg (28.5 KiB) 847 keer bekeken
Krater met ijslaag in Vastitis Borealis, Mars
De Aarde kreeg al na 100 miljoen jaar een vast oppervlak, maar ook na 100 miljoen jaar zal er nog menig stuk ruimtepuin ingeslagen zijn.
Dit kunnen ook kometen zijn en die zouden eveneens hebben bijgedragen aan de waterrijkdom op Aarde.
Deze hypothese wordt inmiddels tegengesproken door de isotopenverhoudingen, die wijzen op water dat van minder ver (tussen Mars en Jupiter) vandaan zou moeten komen. Wat voor kometen werd aangezien zouden waarschijnlijk waterrijke chondrieten (Main Belt Comets, MBC's) zijn die zich in de planetoïdengordel ophielden en door baanverstoring door voornamelijk Jupiter voor een deel door de Aarde zijn ingevangen.
Onder die MBC's bevindt zich ook de grote planetoïde Ceres, die in 2015 bezocht zal worden door
DAWN.
Er wordt geschat dat deze chondrieten tussen 10 en 35 miljoen jaar vanaf het ontstaan van de proto-Aarde in grote hoeveelheden op de aarde terecht kwamen, in een fase waarin de Aarde ongeveer de helft van de huidige massa had.
Lang niet alle wetenschappers zijn er van overtuigd, dat de overenkomst van isotopenverhouding tussen oceaanwater en chondrieten per sé wijst op het later invangen van grote aantallen chondrieten, de planetisimalen bestonden immers uit vergelijkbare grondstoffen.
Tegen de natte aarde hypothese wordt aangevoerd, dat de planetisimalen waarschijnlijk volledig 'drooggekookt' waren, en dat het LHB een realistischer scenario zou opleveren omdat er op Aarde vrijwel geen rotsen te vinden zijn ouder dan 3,8 gy.
LHB theorie:
Onderzoek van maanstenen meegenomen door de Apollo astronauten leidde tot een verrassend inzicht, de maanstenen waren tussen 1,9 en 4,4 gy oud maar veruit de meeste hadden dezelfde leeftijd, 3,9 gy. En dat terwijl ze van drie verschillende locaties op de Maan kwamen.
Daaruit werd de conclusie getrokken dat het grootste deel van de Maankraters in een vrij beperkte periode rond 3,9 gy geleden moet zijn onstaan in een periode die het Late Heavy Bombardment wordt genoemd.
Wat het LHB heeft veroorzaakt is nog steeds een bron van twisten; Men denkt aan migrerende reuzenplaneten, aan het starten van de '1:2 baanresonantie' van Jupiter en Saturnus met bijbehorende evenwichtsverstoringen, aan een uit het zonnestelsel weggeziepte gasreus en andere oorzaken die een sterke zwaartekrachtsverstoring teweeg brachten waardoor er honderduizenden brokstukken uit de astroïdengordel richting Mars, Aarde, Maan, Venus en Mercurius werden gezwiept.
Er wordt aangenomen dat de Aarde al na 100 miljoen jaar een korst zou hebben gekregen, en aangezien er bijna nergens rotsen ouder dan 3,8 miljard jaar gevonden worden moet er zich iets als de LHB catastrofe hebben voltrokken menen velen.
Volgens een aantal wetenschappers waren de planetisimalen te heet om nog water te kunnen bevatten, en ook de Aarde was de eerste honderden miljoenen jaren volledig 'drooggekookt'.
Het LHB zou de aardkorst weer roodgloeiend gemaakt kunnen hebben, en dus moet water na (of in de eindfase van) het LHB van buitenaf zijn toegevoegd, en dat maakt kometen (en naar wij nu waarschijnlijker vinden de MBC's) de belangrijkste bron van water op Aarde.
Berekeningen komen tot de volgende schattingen voor het aantal kraters dat tijdens het LHB onstaan moet zijn:
- Meer dan 22.000 inslagkraters van 20 km of meer
- Ongeveer 50 kraters met diameters van meer dan 1000 km
- Een handvol kraters met diameters groter dan 5000 km
- Iedere eeuw moet er een grote inslag hebben plaatsgevonden.
Op Aarde is geen echter bewijs voor het Late Heavy Bombardment te vinden, omdat de oudste Aardse gesteenten maar 3,8 Gy oud zijn. De voorstanders van het LHB zeggen dat dit logisch is, de Aardkorst is volledig gesmolten geraakt en dus zijn de dateringsuitgangswaarden 'gereset'.
Het LHB is een bron van heftig dispuut, men werpt tegen:
- De door de Apollo astronauten meegenomen maanstenen zijn mogelijk grotendeels afkomstig van de laatste grote inslag die Mare Imbrium 3,9 gy geleden op de Maan liet ontstaan. Een kaartje maakt dit standpunt duidelijk.
- Moon Mare Imbrium and Apollo.jpg (199.76 KiB) 849 keer bekeken
Aangenomen wordt dat de inslag die Mare Imbrium veroorzaakte een regen van materiaal over de Maan geeft verspreid, in een gebied twee keer de diameter van deze 'zee', en dat het dus aannemelijk is dat de losse stenen op alle drie de locaties voornamelijk van deze ene inslag afkomstig waren.
Als dit correct is, staat de datering van het merendeel van de Maankraters op losse schroeven (en ook die van Mars- en Mercurius kraters die hiervan afgeleid is), en is de LHB hypothese sterk afgezwakt.
- Het al genoemde zirkoon op Aardedat 4,4 gy oud zou moeten zijn.
- Het Aitken bassin op de Maan dat 4,1 gy oud zou zijn.
Interessant essay dat de eerste tijd op Aarde beschrijft:
HIER
Wellicht brengt het
MSL (Curiosity) meer inzicht, het LHB zou ook Mars hebben geteisterd.
