Wasser, überall Wasser…Coleridges schiffsgebundene alte Seeleute wurden von Wassermangel geplagt, während sie von einem Meer aus dem Zeug umgeben waren, und obwohl 70% der Erdoberfläche tatsächlich von Wasser bedeckt sind (davon 96% Salzwasser, also kein Tropfen zu trinken), gibt es wirklich nicht allzu viel – nicht im Vergleich zur gesamten Masse des Planeten. Weniger als 1% der Erde besteht aus Wasser, was Wissenschaftlern seltsam erscheint, denn basierend auf herkömmlichen Modellen zur Entstehung des Sonnensystems hätte es viel geben müssenmehrWasser, das im Waldhals der Erde verfügbar war, als es zusammenkam. Die Frage ist also im Umlauf: Warum ist die Erde so trocken?
Laut einer neuen Studie des Space Telescope Science Institute in Baltimore, MD, könnte die Antwort im Schnee liegen.
DieSchneegrenze,um genau zu sein. Die Schneegrenze unseres Sonnensystems befindet sich derzeit in der Mitte des Hauptasteroidengürtels, zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Basierend auf herkömmlichen Modellen der Entwicklung des Sonnensystems lag diese Grenze vor 4,5 Milliarden Jahren näher an der Sonne. Aber wenn das tatsächlich der Fall wäre, dann hätte die Erde bei ihrer Entstehung viel mehr Eis (und damit Wasser) angesammelt und eine echte „Wasserwelt“ mit einer Wassermasse von bis zu 40 Prozent werden müssen… statt einer bloßen.
Wie wir heute sehen, war dies nicht der Fall.
'PLanets wie Uranus und Neptun, die sich jenseits der Schneegrenze gebildet haben, bestehen zu Dutzenden von Prozent aus Wasser. Aber die Erde hat nicht viel Wasser, und das war schon immer ein Rätsel.“
– Rebecca Martin, Space Telescope Science Institute
Eine Studie führten die Astrophysiker Rebecca Martin und Mario Livio von der Institut für Weltraumteleskop-Wissenschaft sah sich noch einmal an, wie sich die Schneegrenze in unserem Sonnensystem entwickelt haben muss, und stellte fest, dass die Erde in ihren Modellennoch nieinnerhalb der Linie. Stattdessen blieb es in einer wärmeren, trockeneren Region innerhalb der Schneegrenze und abseits des Eises.
„Im Gegensatz zum standardmäßigen Akkretionsscheibenmodell wandert die Schneegrenze in unserer Analyse nie in die Erdumlaufbahn“, sagte Livio. „Stattdessen bleibt sie weiter von der Sonne entfernt als die Umlaufbahn der Erde, was erklärt, warum unsere Erde ein trockener Planet ist. Tatsächlich sagt unser Modell voraus, dass die anderen innersten Planeten, Merkur, Venus und Mars, ebenfalls relativ trocken sind. ”
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Das Standardmodell besagt, dass in den frühen Tagen der Bildung einer protoplanetaren Scheibe ionisiertes Material darin allmählich auf den Stern zufällt und die eisige, turbulente Schneelinienregion nach innen zieht. Aber dieses Modell hängt von der Energie eines extrem heißen Sterns ab, der die Scheibe vollständig ionisiert – Energie, die ein junger Stern wie unsere Sonne einfach nicht hatte.
'Wir sagten, warte eine Sekunde, Scheiben um junge Sterne sind nicht vollständig ionisiert', sagte Livio. „Das sind keine Standard-Disks, weil es einfach nicht genug Wärme und Strahlung gibt, um die Disk zu ionisieren.“
„Astrophysiker wissen seit geraumer Zeit, dass Scheiben um junge stellare Objekte KEINE Standardakkretionsscheiben sind (nämlich solche, die durchweg ionisiert und turbulent sind)“, fügte Dr. Livio in einer E-Mail an Universe Today hinzu. „Scheibenmodelle mit Totzonen werden seit vielen Jahren von vielen Leuten konstruiert. Aus irgendeinem Grund verwendeten die Berechnungen der Entwicklung der Schneegrenze jedoch weiterhin weitgehend die Standardscheibenmodelle.“
Ohne vollionisierte Scheibe wird das Material nicht nach innen gezogen. Stattdessen umkreist es den Stern und kondensiert Gas und Staub zu einer „toten Zone“, die verhindert, dass außenliegendes Material näher kommt. Die Schwerkraft komprimiert das tote Zonenmaterial, das sich erwärmt und jegliches Eis, das unmittelbar außerhalb davon vorhanden ist, austrocknet. Basierend auf den Forschungen des Teams hat sich die Erde in dieser trockenen Region gebildet.
Der Rest ist, wie man sagt, Wasser unter der Brücke.
Die Mannschaften Ergebnisse wurden zur Veröffentlichung in der Zeitschrift angenommen Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .
Lesen Sie die Pressemitteilung auf der Hubble-Nachrichtenseite Hier , und sehen Sie sich das vollständige Papier an Hier.
Leitbild: Erde aus Sicht der Raumsonde MESSENGER, bevor sie 2004 zum Merkur aufbrach. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington. Festplattenmodell-Image: NASA, ESA und A. Feild (STScI). Bild des Wasservolumens der Erde: Howard Perlman, USGS; Globusillustration von Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Niemann.
