Interstellares „Erd“-Öl: Woher kommt das Wasser auf der Erde?

Auf unserem Planeten gibt es mehr als ein ungelöstes Rätsel – einschließlich der Herkunft des Wassers. Nach aktueller Lehrmeinung brachten eisige Kometen oder Meteoriten wasserhaltige Silikate auf die Erde. Somit stammt das flüssige Nass von jenseits der „Schneegrenze“, jener Grenze, jenseits derer Eis aufgrund der niedrigen Temperaturen existieren kann.

Aktuelle Studien deuten auf eine weitere extraterrestrische Wasserquelle. „Bis jetzt wurde der organischen Materie im Vergleich zu Eis und Silikaten viel weniger Aufmerksamkeit geschenkt“, sagte der Planetenforscher Akira Kouchi von der Universität Hokkaido. Und das, obwohl organische Materie innerhalb der Schneegrenze reichlich existiert, so Kouchi weiter.

Flüssiges Wasser jenseits 350° Celsius

Wissenschaftler unter der Leitung von Akira Kouchi demonstrierten und beschrieben in „Science Reports“, dass interstellare organische Materie bei hoher Temperatur reichlich Wasser und Öl liefern könnte. Dies lässt vermuten, dass Wasser innerhalb der „Schneegrenze“ produziert werden könnte, ohne dass Kometen oder Meteoriten, die von außerhalb der „Schneegrenze“ kommen, dazu beitragen.

In einem ersten Schritt stellten die Forscher anhand analytischer Daten die organische Materie in interstellaren Molekülwolken nach. Anschließend erhitzten sie das Gemisch, das unter anderem H2O, CO und NH3 enthielt, schrittweise von 24 auf 400° C in einer Diamant-Ambosszelle.

Bis 100° C zeigte sich die Probe einheitlich, während sie sich ab 200° C in zwei Phasen auftrennte. Bemerkenswert war die Bildung runder Wassertröpfchen bei etwa 350° C, deren Größe mit steigender Temperatur weiter zunahm. Eine anschließende Analyse der Absorptionsspektren bewies, dass der Hauptbestandteil des wässrigen Produkts reines Wasser war.

Interstellares „Erd“-Öl

Bei 400 ℃ zeigten sich zusätzlich Tropfen schwarzen Öls. Die chemische Analyse bescheinigte ihm ähnliche Eigenschaften wie Rohöl aus unterirdischen Lagerstätten. Weitere Experimente mit größeren Mengen organischer Substanz ergaben das gleiche Ergebnis: Wasser und Öl.

Organisches interstellares Stoffanalogon, das durch Erhitzen Wasser und Öl produziert. Bemerkenswert war die Bildung runder Wassertröpfchen ab etwa 350 und schwarzem Öl bei 400° C. Foto: Hideyuki Nakano et al., Scientific Reports, 8. Mai 2020

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die interstellare organische Materie innerhalb der ‚Schneegrenze‘ eine potenzielle Wasserquelle auf der Erde ist. Darüber hinaus deutet die von uns beobachtete abiotische Ölformation auf umfangreichere Ölreserven für die alte Erde hin als bisher angenommen“, sagte Akira Kouchi.

Weitere Erkenntnisse erhoffen sich die Forscher von Analysen realer interstellarer Stoffproben. Noch dieses Jahr soll die japanische Raumsonde Hayabusa 2 zur Erde zurückkehren. Im Gepäck hat die Sonde Material des Asteroiden Ryugu, die, so Kouchi, hoffentlich „unser Verständnis der Herkunft des terrestrischen Wassers [weiter] voranbringen“.