Atmosphäre Kometen könnten Gase und Wasser zur Erde gebracht haben

Woher stammen die Gase in der Atmosphäre? Eine neue Studie legt nahe, dass zumindest ein Teil davon durch Meteoriten dort hinkam. Sollte die Theorie stimmen, muss die Rolle von Vulkanen auf der jungen Erde neu betrachtet werden.

Erdatmosphäre, Mond (aus dem Space Shuttle "Discovery"): Physikalischer Fingerabdruck
dpa

Erdatmosphäre, Mond (aus dem Space Shuttle "Discovery"): Physikalischer Fingerabdruck


Washington - Eigentlich liefert das Gasfeld Bravo Dome im US-Bundesstaat New Mexico große Mengen Kohlendioxid. Andernorts ist das CO2 als Treibhausgas gefürchtet, doch hier ist es durchaus erwünscht, wird es doch im Bereich des sogenannten Permian Basin eingesetzt, um Ölquellen besser auszunutzen. Das Gas aus dem Erdinneren wird per Pipeline zu den Bohrlöchern gebracht und dort wieder in die Tiefe geschickt. Mit diesem Trick lässt sich die Ölausbeute signifikant erhöhen.

Nun hat das Gas aus 600 bis 700 Metern Tiefe aber auch für die Wissenschaft wichtige Informationen geliefert. Es geht um die Frage, wie unser Planet zu seiner Atmosphäre gekommen ist - oder zumindest zu Teilen davon. Forscher um Greg Holland von der University of Manchester glauben nach Gasanalysen, dass die Moleküle der Erdatmosphäre - und wahrscheinlich auch das Wasser der Ozeane -mit Kometen auf die Erde gekommen sind.

Wie kommen die Wissenschaftler zu diesem Schluss, den sie im Fachmagazin "Science" vorstellen? Sie hatten Edelgase aus der Tiefe der Erde analysiert - und dabei herausgefunden, dass diese einen anderen physikalischen Fingerabdruck zeigen als die in der Erdatmosphäre anzutreffenden Edelgase Krypton und Xenon. Konkret ging es um das Isotopenverhältnis, das die Verteilung verschiedener Atomsorten im jeweiligen Gas angibt. Dieses charakteristische Verhältnis ist wie eine Art Fingerabdruck. Jede Phase in der Entwicklung des Sonnensystems weist eine andere Zusammensetzung der Isotopen auf.

Die Gase, die bis heute in der Tiefe der Erde eingeschlossen sind, stammen aus der Frühzeit der Entstehung des Sonnensystems, fanden die Forscher heraus. Damals formten sich aus einem rotierenden Klumpen aus Staub und Gas die Sonne und die Planeten. In dem Klumpen, aus dem sich später die Erde entwickelte, befanden sich auch jene Edelgase, die die Wissenschaftler nun, etwa 4,5 Milliarden Jahre später, analysieren konnten.

Das wichtige dabei: Der physikalische Fingerabdruck der eingeschlossenen Gase unterscheidet sich offenbar von dem der Edelgase, die heute in geringer Konzentration in der Erdatmosphäre vorkommen. Daraus folgern die Forscher, dass die Gase aus der Tiefe nur zu einem kleinen Teil zur Zusammensetzung der Erdatmosphäre beigetragen haben können.

Von dem Bild, nachdem die riesigen Vulkane in der Frühzeit der Erde die Atmosphäre geschaffen haben, müsse man sich daher verabschieden, sagt Chris Ballentine. Der Forscher von der University of Houston im US-Bundesstaat Texas war ebenfalls an der Studie beteiligt. Wahrscheinlicher sei, dass sich die Atmosphäre in den Jahrmillionen nach Formung der Erde durch den Eintrag von Kometen erst herausgebildet hat. Möglicherweise hätten Kometen auch erst das Wasser auf die Erde gebracht, das heute einen großen Teil der Oberfläche bedeckt.

Der Sauerstoff in der Erdatmosphäre, so die gängige Theorie, entstand bei zwei Ereignissen, die Geoforscher als Great Oxidation Events bezeichnen. Sie fanden vor etwa 2,4 Milliarden und vor etwa 750 Millionen Jahren statt und veränderten die Erdatmosphäre einschneidend. Schlagartig stieg dabei jeweils die Sauerstoffkonzentration an. Schuld daran dürfte zumindest im ersten Fall die oxygene Photosynthese von Protocyanobakterien gewesen sein.

chs/ddp



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