Kan Jordens vand stamme fra Solen?

»Oprindelsen til Jordens vand er et uløst mysterium.«

Sådan indledte en forskergruppe fra Arizona State Universiry i USA i 2018 en videnskabelig artikel i tidsskriftet JGR Planets.

Umiddelbart lyder det lidt mærkværdigt, for det er bredt accepteret, at store vandmængder blev bragt til Jorden kort efter dens dannelse ved nedslag af kometer og asteroider.

Men det er et mysterium.

For forholdet mellem almindelig hydrogen (H) eller brint og den tungere version deuterium (D) i vandmolekyler på Jorden stemmer ikke overens med det forhold, som findes i vand på de typer af asteroider og kometer, man mener, har leveret vandet.

I en ny artikel i Nature Astronomy kommer en international gruppe med forskere fra University of Glasgow i spidsen nu med et nyt bud på at løse dette mysterium.

En del af Jordens vand stammer nemlig indirekte fra Solen, hævder de.

Det er en konklusion, de er kommet frem til ved analyse af små prøver af den aflange asteroide Itokawa med en længde på en halv kilometer.

Itokawa befinder sig i den indre del af Solsystemet, og det var herfra en japansk sonde i 2010 bragte materiale tilbage til Jorden.

20 liter vand pr. kubikmeter

Helt præcist har forskerne analyseret atomer og molekyler fra de øverste 50 nm af mikrometerstore støvkorn fra asteroiden.

De har dermed konstateret, at forholdet mellem deuterium og hydrogen (D/H) svarer til det forhold, man finder i verdenshavene på Jorden.

Kometer og asteroider, der er dannet i den ydre del af Solsystemet, har derimod et markant højere D/H-forhold.

Det er sådan set ikke så overraskende. Da deuterium er tungere end hydrogen, har der været større andel af deuterium i den yderste del af den protoplanetariske skive, hvorfra planeter og asteroider er dannet, end i den indre del.

I den indre del af Solsystemet var der alt for varmt til, at vand kunne eksistere som is og derved tilføres Jorden på samme måde, som det er sket med asteroider med oprindelse længere ude i Solsystemet.

Hvis man skalerer målingerne op, svarer det til, at der er 20 liter vand i hver kubikmeter af Itokawa.

Vandet er dannet ved, at hydrogenkerner i solvinden er trængt ind i støvkornene, hvor de har oxideret mineraler og dermed først dannet hydroxyl (HO) og dernæst vand (H2O).

»Op mod halvdelen af Jordens vand kan stamme fra små støvpartikler, der har regnet ned på Jorden under påvirkning af solvinden,« forklarer Luke Daly, der har stået i spidsen for forskningsprojektet.

Men mysteriet består

Forskerne fra Arizona State University, der skrev om problemet i 2018, anerkender, at en del af Jordens vand kan stamme fra hydrogen i solvinden og dermed også direkte fra Solen selv.

Men de er ikke overbeviste om, at det kan være sket i de mængder, som Glasgow-forskerne hævder.

Så mysteriet om Jordens vand er måske stadig ikke fuldt opklaret.

Det kan tilføjes, at sidste år bød en fransk forskergruppe ind med en anden forklaring i Science.

De pegede på, at en del af vandet på Jorden rent faktisk kunne have oprindelse i den indre del af Solsystemet, hvor D/H forholdet er lille.

Deres undersøgelse viste nemlig, at vand kunne være tilført Jorden med såkaldte enstatitkondritter eller E-kondritter. Enstatit er et mineral, som er typisk for det materiale, som Jorden er dannet af. Kondritter er stenmeteoritter, som ikke har været udsat for smeltning.

Vand på Månen

Glasgow-forskernes beskrivelse af, hvordan vand dannes som resultat af solvinden, kan også have betydning for mulighederne for at finde og udvinde vand på Månen.

De peger på, at der allerede er detekteret vandmolekyler på overfladen på Månen, som kan være dannet som resultat af solvindens påvirkning af overfladen.

I denne fire minutter lange video forklarer Luke Daly fra Glasgow University mener om forskningsprojektet og dets resultater.