Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff
Bis zu 25% der Sterne, die der Sonne ähnlich sind, könnten erdähnliche Planeten besitzen und zudem könnte es auch sein, daß diese Planeten, wenn sie in der richtigen Temperaturzone liegen, so scheint es zumindest, beinahe sicher Ozeane besitzen. Zurzeit nimmt man an, daß das Wasser der irdischen Ozeane eher aus dem akkretierten Material stammt, das den Planeten aufbaute und nicht etwa später durch Kometen geliefert wurde. Von dieser Voraussetzung ausgehend kann man ein Wahrscheinlich-keitsmodell für das Auftreten eines ähnlichen Ereignisses bei felsigen Exoplaneten um andere Sterne herum entwickeln.
Nimmt man an, daß erdähnliche Planeten – mit einem Silikatmantel, der einen metallischen Kern um-gibt – allgemein vorkommen, dann können wir erwarten, daß Wasser während der Endphase der Magmaabkühlung an deren Oberfläche ausgeschwitzt wird oder anderweitig als Dampf ausgegast, der sich dann abkühlt und in Form von Regen auf die Oberfläche niederfällt. Daher erhält man einen Exo-Ozean, wenn der Planet einerseits groß genug ist, um durch seine Schwerkraft eine dichte Atmos-phäre zu halten und er andererseits in einer Temperaturzone liegt, in der Wasser in flüssiger Form existieren kann.
Wir können voraussetzen, daß die Staubwolke, aus der das Sonnensystem entstand, eine gehörige Portion Wasser enthielt, das noch heute in den zurück gebliebenen Bestandteilen aus jenen Tagen, den Kometen, Asteroiden und ähnlichem existiert. Als die Sonne die Kernfusion zündete, kann einiges von dem Wasser durch Photodissoziation zerstört oder auch aus dem inneren Sonnensystem getrieben worden sein. Allerdings scheint felsiges Material eine große Neigung zu besitzen, Wasser zu binden und daher könnte dieses Material Wasser bei der Planetenbildung zur Verfügung gestellt haben.
Meteoriten aus differenziertem Material haben etwa 3% Wasseranteil (Planeten oder etwas kleinere Körper haben sich in der Art differenziert, daß im geschmolzenen Zustand die schweren Elemente in den Kern gesunken sind und die leichteren Elemente nach oben verdrängt wurden). Hingegen können einige undifferenzierte Objekte (wie Chondrite) mehr als 20% Wasseranteil aufweisen.
Werden diese Materialien bei der Planetenbildung eingetragen und zusammengepreßt, wird das Material im Zentrum heiß. Dies verursacht ein Ausgasen von Anteilen wie Kohlendioxid und Wasser. In den ersten Phasen der Planetenbildung kann vieles von dem ausgegasten Material in den Raum verloren gegangen sein, aber als das Objekt die Größe eines Planeten erreichte, konnte seine Schwer-kraft das ausgegaste Material in Form einer Atmosphäre festhalten. Und trotz der Ausgasung kann heißes Magma weiterhin Wasser enthalten, das wohl nur ausgeschwitzt wird, wenn das Magma in das Endstadium von Abkühlung und Verfestigung eintritt und eine Planetenkruste bildet.
Mathematische Modelle sagen voraus, daß Planeten, die sich aus Materialien aufbauen, die 1 bis 3% Wasser enthalten, vermutlich flüssiges Wasser an ihren Oberflächen in der Endphase der Planeten-bildung ausschwitzen – das Wasser wandert dabei wohl nach oben, während sich die Planetenkruste von unten nach oben fortschreitend verfestigt.
Andererseits: sogar wenn man mit einem Wassergehalt von weniger als 0.01% startet, würden erd-ähnliche Planeten trotzdem eine ausgegaste Wasserdampfatmosphäre erzeugen, die später bei Abküh-lung als flüssiges Wasser niederregnen würde.
Wenn solch ein Ozeanbildungsmodell korrekt ist, kann erwartet werden, daß felsige Exoplaneten von 0.5 bis 5 Erdmassen, die sich aus ziemlich den gleichen Bausteinen aufgebaut haben wie die Erde, wahrscheinlich innerhalb von 100 Millionen Jahren nach der allerersten Zusammenballung Ozeane bilden dürften.
Dieses Modell paßt gut zum Auffinden von Zirkonkristallen in Westaustralien, die auf 4.4 Milliarden Jahre datiert werden und darauf hinweisen, daß flüssiges Wasser zu jener Zeit schon vorhanden war, obwohl diese Zeit noch vor dem späten Schweren Bombardement (vor 4.1 bis 3.8 Milliarden Jahren) liegt, das alles Wasser wieder in eine Dampfatmosphäre zurückgebracht haben könnte.
Gegenwärtig glaubt man nicht, daß Eis aus dem äußeren Sonnensystem, das durch Kometen auf die Erde gebracht worden sein könnte, mehr als etwa 10 % zum gegenwärtigen Wassergehalt der Erde beigetragen haben könnte. Messungen legen nämlich nahe, das Eis aus dem äußeren Sonnensystem einen signifikant höheren Anteil an Deuterium (d.h. schweres Wasser) aufweist als Wasser, das direkt von der Erde kommt.
Weiterführende Literatur (im Internet zu finden unter):
Linda T. Elkins-Tanton
