Weinig komeetwater op aarde

Na tientallen jaren steggelen zijn astronomen er nog steeds niet uit waar het water op aarde vandaan komt. Maar metingen door de Rosetta-ruimtesonde geven nu een nieuwe aanwijzing. Het water dat komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) de ruimte in blaast, bevat veel meer deuterium en verschilt daarmee wezenlijk van ‘ons’ water.

De betrokken wetenschappers, die het onderzoek vorige week online in Science publiceerden, gaan daarmee een populaire hypothese te lijf, namelijk dat het water via kometen op de aarde terecht is gekomen. Het is volgens de wetenschappers aannemelijker dat het water door planetoïden is bezorgd.

Deuterium snuiven

Rosetta is een missie van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Gelanceerd in 2004 heeft de sonde er ruim tien jaar over gedaan om komeet 67P/C-G te bereiken, een ijzige klomp steen met afmetingen van ongeveer vier bij vier kilometer. Sinds augustus van dit jaar draait Rosetta in een lage baan om de komeet. In november werd er een lander naar het oppervlak gestuurd, een spektakelstuk dat gedeeltelijk lukte.

Maar Rosetta heeft zelf ook veel in haar mars. Aan boord zijn elf instrumenten, waaronder ROSINA dat het gewicht van ionen kan bepalen die door de komeet worden uitgeblazen. Het meet bovendien extreem lage concentraties. “De metingen zijn zo gevoelig dat, zelfs na tien jaar in de ruimte, nog kleine hoeveelheden verdampte raketbrandstof en smeermiddel van de sonde zelf worden waargenomen”, zegt Michiel Hogerheijde, Universitair Docent van de Leidse Sterrewacht die de missie volgt.

Gewapend met deze gevoelige apparatuur snoof Rosetta gedurende de missie steeds kleine hoeveelheden van het coma van de komeet op, de grote maar ijle wolk van moleculen die om 67P/C-G heen hangt. De wetenschappers waren specifiek op zoek naar zogenoemd zwaar water. Dat zijn watermoleculen waarvan een van de twee waterstofatomen is vervangen door een deuteriumatoom, een isotoop van waterstof.

Op aarde bevat pakweg een op de 5600 watermoleculen een deuteriumatoom. ROSINA vond echter een driemaal hogere concentratie in het water van 67P/C-G. Dat was enigszins verrassend, want eerdere metingen aan een vergelijkbare komeet genaamd Hartley wezen op een meer vergelijkbare hoeveelheid deuterium. Wat zegt deze ontdekking dan? Hogerheijde: “Als het gehalte zwaar water van deze komeet typisch is voor de kometen die insloegen op de jonge aarde, dan hebben ze hooguit een kleine bijdrage gegeven aan de oceanen. Het overgrote deel van het water heeft dan een andere oorsprong.”

De wetenschappers stellen in het Science-artikel bovendien dat de zogenoemde Jupiter-familie van kometen – waartoe 67P/C-G en Hartley behoren – een veel grotere diversiteit aan deuteriumgehaltes heeft dan eerder werd gedacht.

Het vraagstuk van welke hemellichamen het water op aarde bezorgden en waar díe vervolgens weer vandaan komen, is lastig. Hogerheijde beaamt dat. “Er zijn maar twee andere metingen gedaan aan vergelijkbare kometen, en die hebben zwaar water-gehaltes die wel overeenkomen met de aardse oceanen. Komeet 67P/C-G lijkt wat dat betreft eigenlijk veel meer op een komeet uit de Oortwolk, behalve dat zijn baan anders is.”