Neue Erklärung für das Auftreten von Wasser auf der frühen Erde gefunden

Laut einer neuen Studie von Forschern der University of California in Los Angeles gibt es Wasser auf dem Planeten

könnte durch die Wechselwirkung zwischen einer wasserstoffreichen Atmosphäre und Magma-Ozeanen entstanden sein. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Seit Jahrzehnten darüberForscher wussten über die Entstehung von Planeten Bescheid, basierend auf Daten über Objekte im Sonnensystem. Obwohl es erhebliche Debatten über die Entstehung von Gasriesen wie Jupiter und Saturn gibt, wird allgemein angenommen, dass die Erde und andere felsige Objekte aus einer Staub- und Gasscheibe entstanden sind, die den Stern in seiner Jugend umgab.

Als immer größere ObjekteDie kleinen Planetesimale, aus denen schließlich die Erde entstand, prallten aufeinander, wurden größer und heißer und lösten sich im riesigen Magma-Ozean auf. Es wird angenommen, dass im Laufe der Zeit, als der Planet abkühlte, das dichteste Material einsank und die Erde in drei separate Schichten teilte: einen metallischen Kern, einen felsigen Silikatmantel und eine Kruste. Die Entdeckung neuer Exoplaneten hat Wissenschaftler jedoch kürzlich dazu inspiriert, einen neuen Ansatz zur Modellierung des „embryonalen Zustands der Erde“ zu verfolgen, schreiben Planetenforscher.

„Die Entdeckung von Exoplaneten hat uns noch viel mehr gebrachteine Vorstellung davon, wie oft neu gebildete Objekte in den ersten Millionen Jahren ihres Wachstums von einer Atmosphäre umgeben sind, die reich an molekularem Wasserstoff H2 ist. Dadurch lösen sich diese Wasserstoffhüllen auf, hinterlassen aber „Fingerabdrücke“ in der Zusammensetzung des jungen Planeten“, erklären die Autoren der Studie. Sie entwickelten neue Modelle der Entstehung und Entwicklung der Erde. Ziel ist es zu verstehen, ob die charakteristischen chemischen Signaturen unseres Planeten reproduziert werden können.

Mithilfe eines neu entwickelten Modells, Wissenschaftlerzeigten, dass Wechselwirkungen zwischen einem Ozean aus Magma und einer Protoatmosphäre aus molekularem Wasserstoff zu Beginn der Existenz der Erde möglicherweise zu einigen charakteristischen Merkmalen des Planeten geführt haben, wie etwa einem Überfluss an Wasser und einem allgemeinen Oxidationszustand.

Die Abbildung zeigt, wie einigeDie charakteristischen Merkmale der Erde, wie der Überfluss an Wasser und ihr insgesamt oxidierter Zustand, hängen möglicherweise mit der Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre aus molekularem Wasserstoff und Ozeanen aus Magma auf Planetenerden zusammen.
Bildnachweis: Edward Young/UCLA und Catherine Cain/Carnegie Institute of Science

Die Forscher verwendeten mathematische MethodenModellierung zur Untersuchung des Materialaustauschs zwischen Atmosphären aus molekularem Wasserstoff und Magma-Ozeanen, Analyse von 25 verschiedenen Verbindungen und 18 Arten von Reaktionen – komplex genug, um wertvolle Einblicke in die mögliche Geschichte der Erdentstehung zu liefern, aber einfach, vollständig zu interpretieren.

Dadurch kommt es zu Wechselwirkungen zwischen dem Magma-Ozeanund die Atmosphäre auf ihrer simulierten „Baby“-Erde führte zur Bewegung großer Wasserstoffmassen in den Metallkern, zur Oxidation des Mantels und zur Bildung großer Mengen Wasser.

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Titelbild:  NASA Goddard Space Flight Center