Rosetta: Alt for tidligt at konkludere, at Jordens vand ikke kommer fra kometer

’Kometer har ikke bragt vand til Jorden’.

’Jordens vand kom fra asteroider, ikke fra kometer’.

Sådan lyder et udpluk af de avisoverskrifter, som har ramt medier verden over, efter at nye resultater fra rumsonden Rosetta blev offentliggjort onsdag aften.

Men det er alt for tidligt at konkludere, at oceanerne på Jorden ikke blev bragt hertil af kometer, lyder det nu fra flere danske forskere.

»Det er frygteligt at sige, men Rosettas målinger bidrager ikke med noget, som reelt kan give os svar på, hvor vandet på Jorden kommer fra. Jeg synes, problemet med den slags studier er, at man er lidt for hurtig til at drage konklusioner på baggrund af en enkelt lille brik i det samlede puslespil,« siger Uffe Gråe Jørgensen, som er lektor på afdelingen for Astrofysik og Planetforskning på Københavns Universitet.

Andre kometer matcher med Jordens vand

På Aarhus Universitet er seniorforsker Søren Vrønning Hoffmann enig i, at det er alt for tidligt at udelukke, at kometer har været kilden til vandet på vores egen planet.

»Hvis man alene ser på de nye resultater fra Rosettas komet, virker det oplagt, at det ikke er kometer, som har bragt vand til Jorden. Men man skal passe på med at drage forhastede konklusioner, for der har været andre målinger på andre kometer, som viser helt andre forhold.«

»Vi har helt sikkert ikke hørt det sidste ord i denne her diskussion,« siger Søren Vrønning Hoffmann, som er seniorforsker ved Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.

Rosetta har sniffet til kometen

Den nye undersøgelse er publiceret i det anerkendte tidsskrift Science og bygger på målinger af vanddamp fra Rosettas komet.

Rumsonden Rosetta gik i august i år i omløb om kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, og i november udløste Rosetta sit medbragte landingsfartøj Philae, der under stor bevågenhed blev det første nogensinde til at lande på en komet.

De nye resultater stammer imidlertid ikke fra Philae, men fra selve moderfartøjet Rosetta, som har opsnappet vanddampe fra kometen på kilometers afstand.

»Kometer består af en masse is og flygtige stoffer, som kan fordampe og danne en meget tynd form for atmosfære rundt om kometen – det kalder man en koma. Så Rosetta har altså sniffet til de dampe og gasser, som kommer ud fra kometen,« forklarer Søren Vrønning Hoffmann.

To typer af brint

Det, som Rosetta har sniffet sig frem til, er den kemiske sammensætning af vanddampene fra kometen.

Vand består som bekendt af grundstofferne ilt og brint, men brint findes faktisk i flere udgaver (isotoper), som har forskellig vægt.

• Almindeligt brint har kun en enkelt partikel – en proton – inde i sin kerne.
• Tungt brint (også kaldet deuterium) har to partikler inde i sin kerne: En proton og en neutron

På Jorden findes kun ekstremt lidt tungt brint – for hver 10.000 vandmolekyler på Jorden indeholder kun tre af vandmolekylerne tungt brint ifølge Space.com.

Men de nye målinger af vandet på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko viser, at der er langt mere tungt brint i vandet på det lille himmellegeme – faktisk er andelen af tungt brint i forhold til almindeligt brint den højeste, der hidtil er blevet målt i vores solsystem.

Tre gange så meget tungt brint på kometen

»Der er mere end tre gange så meget (tungt brint, red.) som på Jorden, hvilket betyder at denne form for komet ikke kan have bragt vandet til Jorden,« siger professor Kathrin Altwegg fra University of Bern til BBC.

Hun har stået i spidsen for de nye Rosettamålinger og udtaler, at resultaterne giver fornyet tyngde til en teori om, at det primært er asteroider, som har sendt vand ned til Jorden.

Diskussionen om, hvordan Jordens oceaner er blevet fyldt op med vand, er langt fra ny.

I årevis har forskerne heftigt debatteret forskellige teorier om vores vandfyldte planet, og baggrunden for diskussionen er en antagelse om, at Jorden ikke indeholdt sine kæmpestore vandmængder, da planeten var helt ung og kogende varm.

»Under dannelsen af Jorden antager man, at det var så varmt, at vandet ikke kunne blive her. Det ville være fordampet, hvis der overhovedet var noget vand. Derfor er det en udbredt antagelse, at vandet først må være blevet bragt ned til Jorden senere,« siger Søren Vrønning Hoffmann.

To skoler inden for vandets oprindelse

Søren Vrønning Hoffmann forklarer, at der groft sagt findes to skoler inden for forskningen – den ene mener, at Jorden har fået sit vand fra kometer, mens den anden skole mener, at det er asteroider, der har medbragt vandet.

For nyligt viste et studie i Science, at en asteroide, kaldet Vesta, havde en sammensætning af tungt brint og brint, som rigtig passede godt med brintsammensætningen i Jordens oceaner – og det tolkede forskerne som et stærkt tegn på, at asteroider er kilden til Jordens oceaner.

Derfor falder de nye Rosetta-resultater fint i tråd asteroide-studiet, mener den danske forsker Sune G. Nielsen, som selv var medforfatter på studiet.

»Resultaterne fra Rosettamissionens målinger ligger efter min mening helt på linie med, hvad vi forventede. Størstedelen af tidligere målinger af kometers hydrogen-isotoper har vist cirka det samme, som det, der bliver publiceres i Science – det vil sige, at kometers vand er meget forskellig fra det, vi har her på Jorden,« siger Sune G. Nielsen, som forsker i geofysik og geologi på Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts, USA.

Når det gælder målinger på kometer, har forskerne hidtil brugt store teleskoper på Jorden til at undersøge kometernes vanddampe.

Vanddampenes indhold af tungt brint og brint afspejler sig nemlig i den type af lys, som udsendes fra kometen – brinttypen kan altså ses i kometens lysspektrum, forklarer Uffe Gråe Jørgensen fra Niels BOhr Institutet på Københavns Universitet.

11 kometer er blevet målt

»Man har nu i alt målt forholdet mellem tung brint og brint på 11 kometer. Da man havde målt de første tre kometer, så billedet meget klart ud – der var dobbelt så meget tungt brint på kometerne som på Jorden.«

»Derfor var man i mange år tilføjelig til at tro, at kometerne ikke kunne have bragt vandet ned til Jorden. Men det ændrede sig, da man begyndte at måle på kometer i Jupiter-familien,« fortæller Uffe Gråe Jørgensen.

Jupiter-familien er en klasse af kometer, som menes at være blevet dannet langt ude i solsystemet, og i de senere år har forskerne undersøgt vandsammensætningen på to Jupiterkometer.

De to kometer viste sig at matche rigtig godt med vandet på Jorden, og det førte blandt nogle forskere til en antagelse om, at Jorden måske kunne have fået sit vand fra kometer i Jupiter-familien.

Derfor er det særligt opsigtvækkende ved den nye undersøgelse, at Rosettas komet 67P/Churyumov-Gerasimenko tilhører Jupiter-familien – men altså ikke matcher med vandet på Jorden.

»Vores opdagelse afliver ideen om, at kometer fra Jupiterfamilien udelukkende indeholder Jordlignende vand og giver tyngde til modeller, som lægger mere vægt på asteroider som den primære mekanisme bag leveringen af Jordens vand,« siger professor Kathrin Altwegg i en pressemeddelelse fra den europæiske rumfartsorganisation ESA.

Måske kommer vandet både fra asteroider og kometer

På Københavns Universitet understreger Uffe Gråe Jørgensen imidlertid, at selvom vandet på 67P/Churyumov-Gerasimenko indeholder tre gange så meget tungt brint som Jordens vand, så er det langt fra ensbetydende med, at det er asteroider – og ikke kometer – som har leveret vores vand.

Han påpeger, at det er muligt at både asteroider og kometer har bombarderet Jorden og afleveret deres vand til vores planet – og dermed kan oceanernes unikke sammensætning af tungt og almindeligt brint være resultatet af en blanding af vidt forskellige himmellegemer, som er regnet ned på Jorden.

»Der kan måske være tale om et sammensurium af både asteroider og kometer med forskellig brintsammensætning,« siger Uffe Gråe Jørgensen.

Dermed kan det altså være ekstremt svært at regne ud, hvad der har medbragt Jordens oceaner alene ved at se på sammensætningen af brint og tung brint i vand.

Iridium kan sladre om vands oprindelse

Uffe Gråe Jørgensen mener da også, at et andet stof end brint giver et langt bedre billede af, hvad der har medbragt Jordens oceaner – nemlig iridium.

Iridium er et grundstof, som findes på i store mængder på asteroider, men kun i meget små mængder på kometer. Og derfor kan irridium give et hint om, hvilke himmellegemer, der har medbragt Jordens vand, siger Uffe Gråe Jørgensen.

»Vi ved, at Jorden var udsat for et bombardement for 3,8 milliarder år siden, men vi ved ikke, om det var kometer eller asteroider, der ramlede ind i Jorden. Men hvis man ser på indholdet af iridium på Jordens overflade, så kan det næsten kun passe med, at det var kometer,« siger Uffe Gråe Jørgensen.

Han har selv lavet målinger af iridiumindholdet i nogle af Jordens ældste klipper på Grønland, og målingerne tyder på, at det ikke kan have været asteroider, som ramlede ned på Jorden under ’Det store bombardement’ for 3,8 milliarder år siden – i så fald ville klipperne på Grønland haft et flere tusind gange højere indhold af iridium, mener Uffe Gråe Jørgensen.

Mangler et samlet billede af forskningen

»Ud fra kratere ved vi ret præcist, hvor stor en mængde materiale, der faldt ned på Jorden for 3,8 milliarder år siden; Det var 2.000 tons per kvadratmeter af Jordens overflade. Og hvis det var kometer, som faldt ned på Jorden i så store mængder, så passer det med, at de vil have leveret nogenlunde den mængde vand, som er i verdenshavene,« siger Uffe Gråe Jørgensen og tilføjer:

»Vi kan ikke udelukke, at asteroiderne også har leveret vand ved tidligere bombardementer, men det kan ikke have været i ligeså store mængder som kometerne.«

Spørger man Sune G. Nielsen fra Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts, så mener han imidlertid, at det er usandsynligt, at Jorden er blevet heftigt bombarderet med kometer.

»Astrofysiske modeller har vist, at chancen for, at en stor masse af kometer kolliderede med Jorden, er meget minimale. Asteroider derimod er langt mere sandsynlige vand-projektiler, både fordi deres deuterium-hydrogen-ratio (forholdet mellem tungt brint og brint, red.) er sammenlignelig med Jordens, og fordi modeller af solsystemets dannelse har vist, at en relativt stor masse af asteroider kunne have kollideret med Jorden,« skriver Sune G. Nielsen i en e-mail til VIdenskab.dk.

Dermed er diskussionen om, hvor vandet på vores planet stammer fra, altså langt fra afklaret endnu.