Je leest:

Weinig komeetwater op aarde

Weinig komeetwater op aarde Eerste metingen door Rosetta-ruimtesonde

Het water op aarde is miljarden jaren geleden waarschijnlijk niet door kometen bezorgd. Een team van wetenschappers trekt die conclusie aan de hand van metingen die door de Europese ruimtesonde Rosetta zijn gedaan aan komeet 67P/C-G. Het zijn de eerste wetenschappelijke resultaten van de veelbesproken ruimtemissie.

Na tientallen jaren steggelen zijn astronomen er nog steeds niet uit waar het water op aarde vandaan komt. Maar metingen door de Rosetta-ruimtesonde geven nu een nieuwe aanwijzing. Het water dat komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) de ruimte in blaast, bevat veel meer Deuterium en verschilt daarmee wezenlijk van ‘ons’ water.

De betrokken wetenschappers, die het onderzoek vorige week online in Science publiceerden, gaan daarmee een populaire hypothese te lijf, namelijk dat het water via kometen op de aarde terecht is gekomen. Het is volgens de wetenschappers aannemelijker dat het water door planetoïden is bezorgd.

Comet on 3 august 2014 node full image 2
Komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, gefotografeerd door Rosetta.
Europese ruimtevaart organisatie (ESA)

Deuterium snuiven

Rosetta is een missie van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Gelanceerd in 2004 heeft de sonde er ruim tien jaar over gedaan om komeet 67P/C-G te bereiken, een ijzige klomp steen met afmetingen van ongeveer vier bij vier kilometer. Sinds augustus van dit jaar draait Rosetta in een lage baan om de komeet. In november werd er een lander naar het oppervlak gestuurd, een spektakelstuk dat gedeeltelijk lukte.

Maar Rosetta heeft zelf ook veel in haar mars. Aan boord zijn elf instrumenten, waaronder ROSINA dat het gewicht van ionen kan bepalen die door de komeet worden uitgeblazen. Het meet bovendien extreem lage concentraties. “De metingen zijn zo gevoelig dat, zelfs na tien jaar in de ruimte, nog kleine hoeveelheden verdampte raketbrandstof en smeermiddel van de sonde zelf worden waargenomen”, zegt Michiel Hogerheijde, Universitair Docent van de Leidse Sterrewacht die de missie volgt.

Rosetta
Impressie van Rosetta en haar lander Philae.
ESA

Gewapend met deze gevoelige apparatuur snoof Rosetta gedurende de missie steeds kleine hoeveelheden van het coma van de komeet op, de grote maar ijle wolk van moleculen die om 67P/C-G heen hangt. De wetenschappers waren specifiek op zoek naar zogenoemd zwaar water. Dat zijn watermoleculen waarvan een van de twee waterstofatomen is vervangen door een deuteriumatoom, een Isotoop van waterstof.

Op aarde bevat pakweg een op de 5600 watermoleculen een deuteriumatoom. ROSINA vond echter een driemaal hogere concentratie in het water van 67P/C-G. Dat was enigszins verrassend, want eerdere metingen aan een vergelijkbare komeet genaamd Hartley wezen op een meer vergelijkbare hoeveelheid deuterium. Wat zegt deze ontdekking dan? Hogerheijde: “Als het gehalte zwaar water van deze komeet typisch is voor de kometen die insloegen op de jonge aarde, dan hebben ze hooguit een kleine bijdrage gegeven aan de oceanen. Het overgrote deel van het water heeft dan een andere oorsprong.”

Komeet 21p
67P/C-G is net als P21/Giacobini-Zinner (hier op de foto) een komeet van de Jupiter-familie, die zich in de binnenste delen van het zonnestelsel ophouden.

De wetenschappers stellen in het Science-artikel bovendien dat de zogenoemde Jupiter-familie van kometen – waartoe 67P/C-G en Hartley behoren – een veel grotere diversiteit aan deuteriumgehaltes heeft dan eerder werd gedacht.

Het vraagstuk van welke hemellichamen het water op aarde bezorgden en waar díe vervolgens weer vandaan komen, is lastig. Hogerheijde beaamt dat. “Er zijn maar twee andere metingen gedaan aan vergelijkbare kometen, en die hebben zwaar water-gehaltes die wel overeenkomen met de aardse oceanen. Komeet 67P/C-G lijkt wat dat betreft eigenlijk veel meer op een komeet uit de Oortwolk, behalve dat zijn baan anders is."

Stille oceaan ge
De Stille Oceaan, één vlakte van water.
Google Earth

Van droge naar waterrijke bol

Wetenschappers zijn het erover eens dat de net gevormde aarde te heet was om enig water vast te houden. Het water dat via chemische processen in de aardkorst ontstond en vanuit de zogenoemde protoplanetaire schijf op de planeet terecht kwam, is in de loop van de eerste miljoenen jaren ontsnapt of bij grote inslagen van planetoïden verloren gegaan.

Maar het ‘wie het water bracht’ zal nog wel even onderwerp van discussie blijven. Eerder werden al de kometen afkomstig uit de Oortwolk uitgesloten op basis van te hoge deuteriumconcentraties. Nu lijkt hetzelfde te gebeuren met de Jupiter-familie, die zich in de binnenste regionen van het zonnestelsel ophouden. Op dit moment zijn planetoïden wat dat betreft de meest logische kandidaat. Het is nu wachten tot het moment dat de wetenschappers daar hun pijlen op richten.

Bron:

  • Altwegg K. et al., 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio, Science (10 december 2014), DOI:10.1126/science.1261952
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde Kennislink 2 jaar geleden

Discussier mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE