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Wie ist das Wasser auf die Erde gekommen?

n der MAZ-Kinderuni beantworten Experten Kinderfragen Wie ist das Wasser auf die Erde gekommen?

Wir kaufen es im Supermarkt, putzen uns damit die Zähne und brauchen es zum Kanufahren: Ohne Wasser ist Leben nicht vorstellbar. Fynn Maass aus Brunne fragt sich, wie das Wasser eigentlich auf die Erde gekommen ist.

Neuruppin. "Am Anfang war die Erde eine Feuerkugel und Grundwasser gab es nicht. Das Wasser muss sich doch irgendwie gebildet haben", sagt der Grundschüler Fynn.

Obwohl Wissenschaftler diese Frage noch immer nicht vollständig beantworten können, versucht Christian Vocks den Wissensdurst des elfjährigen Fynn zu stillen. Vocks forscht am Potsdamer Leibniz-Institut für Astrophysik. "Das mit der Feuerkugel ist ganz richtig", bestätigt der Astrophysiker. "Als die Erde vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstand, war sie glühend heiß." Doch auch geschmolzenes Gestein enthält geringe Spuren von Wasser. Als die Erde abkühlte und ihre Oberfläche fest wurde, entwichen Wasserdampf und andere Gase aus Vulkanen und bildeten eine Atmosphäre. Der Wasserdampf kondensierte, bildete Wolken und regnete aus. So entstanden die ersten Ozeane.

Doch die Erde kam nicht zur Ruhe: "Es schlugen immer weiter Asteroiden und Kometen auf der Erde ein", sagt der Astrophysiker. Viele Kometen haben einen Durchmesser von zehn Kilometern oder mehr. "Und sie kamen aus einem Teil unseres Universums, wo es kalt ist. Sie waren teilweise aus Eis", fügt Vocks hinzu. "Man muss sie sich wie schmutzige Schneebälle vorstellen: eine Mischung aus Wasser, gefrorenen Gasen und Staub." Beim Einschlag wurde das Wasser freigesetzt. Auf diese Weise kam immer mehr Wasser auf unseren Planeten.

Wie das alles genau passierte, muss noch immer erforscht werden. Geologen untersuchen, wie viel Wasser im Gestein ist. "Dafür brauchen sie Gestein des Erdmantels, also aus einer Tiefe von zehn Kilometern bis 3000 Kilometer unter der Erdoberfläche. "Unter dem Meeresboden ist die Erdkruste fünf Kilometer dick, unter den Kontinenten bis zu 50 Kilometer." Das ist zu tief, um danach zu bohren. Vocks: "Wissenschaftler sind darauf angewiesen, dass Vulkane Gestein aus diesen Tiefen ausspucken."

Nicht Vulkane, sondern der Mond, hilft in etwa zu beantworten, wie viele Kometen auf der Erde eingeschlagen sind. "Man kann sich die Mondoberfläche anschauen und Einschlagkrater zählen", sagt Vocks. "Die Häufigkeit pro Quadratkilometer ist ungefähr so wie bei der Erde." Auf der Erde sind Milliarden alte Einschlagkrater spurlos verschwunden: Durch Erosion, also die zerstörende Wirkung von fließendem Wasser, von Eis und Wind, durch Verwitterung und durch die Verschiebung der Kontinentalplatten. "Die Erdoberfläche ist in großen Teilen jünger als die Erde selbst", sagt Astrophysiker Vocks.

Weil der Großteil der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt ist, wird die Erde gern als blauer Planet bezeichnet. "Es gibt Schätzungen", sagt Forscher Christian Vocks, "dass ein Mehrfaches der Wassermenge der Ozeane auch im Erdmantel ist." Die Masse macht–s: "Ein einziges Kilogramm Gestein enthält natürlich sehr wenig Wasser." Das Wasser ist dort nicht in Form von Tropfen eingelagert. "Es versteckt sich in der Kristallstruktur des Gesteins."

Um herausfinden zu können, wieviel Wasser von Kometen auf die Erde gekommen ist, muss man astronomische Beobachtungen anstellen. Das macht man mithilfe einer sogenannten Spektralanalyse, erklärt Christian Vocks. Dabei gucken die Forscher, welche Farbe das Licht hat, das entsteht, wenn man einen Stoff so sehr erhitzt, dass er verdampft. Das Licht kann sagen, aus welchen chemischen Elementen ein Gegenstand zusammengesetz ist. "Jedes strahlt anders, dadurch sind die Elemente optisch voneinander zu unterscheiden – auch wenn man gar keine Proben ziehen kann." Aus nichts anderem als verdampfendem Material besteht ein Kometenschweif. Christian Vocks nennt als weiteres Beispiel die Raumsonde Rosetta. Sie wurde 2004 zu einem Kometen geschickt. Nächstes Jahr soll sie dort ankommen und erforschen, wie die Gase verdampfen.

Von Juliane Primus

Christian Vocks studierte Physik. In seiner Doktorarbeit beschäftigte ihn die Frage, warum die äußere Atmosphäre der Sonne eine Million Grad heiß ist. Seit 2001 ist Vocks – mit einem Jahr Unterbrechung, als er im kalifornischen Berkeley forschte – als Experte für Sonnenphysik am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam beschäftigt.

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