Water op aarde is ouder dan de zon

Veel van ons oceaanwater was ‘oerijs’, afkomstig uit de interstellaire ruimte. Volgens nieuwe computermodellen is veel water ouder dan de zon.

Komeet 67p, die voor een groot deel uit ijs bestaat. Dat water is voor 60 tot 100 procent afkomstig uit interstellair ‘oerwater’. Foto ESA

Een groot deel van het water in ons zonnestelsel is ouder dan de zon. Het is afkomstig van ijs dat in de interstellaire ruimte is ontstaan, blijkt uit onderzoek dat vandaag verschijnt in Science. Blijkbaar was dat ‘oerijs’ goed bestand tegen het roerige vormingsproces van zon en planeten.

In haar jeugd was de zon omringd door een protoplanetaire schijf – een schijf van brokken ijs en gesteente die door samenklontering uitgroeiden tot de planeten. Het was nog onduidelijk of het ijs in deze schijf rechtstreeks afkomstig was uit de interstellaire gaswolk waaruit de zon is ontstaan, of dat dit ijs al in een vroeg stadium werd afgebroken.

Op zoek naar uitsluitsel hebben de wetenschappers gekeken naar de atomaire samenstelling van het water op verschillende plaatsen in ons zonnestelsel. Normaal gesproken bestaat een watermolecuul uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Maar in sommige watermoleculen wordt de plek van een van de waterstofatomen ingenomen door een deuteriumatoom. Deuterium is een zwaardere isotoop van waterstof en heeft behalve een proton ook een neutron in zijn kern.

Het verschil in massa zorgt ervoor dat waterstof en deuterium zich tijdens chemische reacties een beetje anders gedragen. De waterstof/deuteriumverhouding van water zegt iets over de omstandigheden waaronder de watermoleculen zijn gevormd. Zo bevat interstellair ‘waterijs’, dat bij zeer lage temperaturen ontstaat, relatief veel deuterium.

Tot nu toe was onduidelijk hoeveel van dat deuteriumrijke waterijs tijdens de geboorte van de zon is afgebroken, en hoeveel deuteriumrijk waterijs er door het pasgeboren zonnestelsel zelf is geproduceerd.

Amerikaanse en Britse wetenschappers hebben een computermodel gemaakt waaruit blijkt dat een protoplanetaire schijf nooit genoeg deuteriumrijk water kan produceren om de waargenomen hoeveelheden in bijvoorbeeld de oceanen op aarde te kunnen verklaren. Dit brengt de wetenschappers tot de conclusie dat ons oceaanwater voor misschien wel de helft afkomstig is uit de interstellaire ruimte. Dat water is dus ouder dan de zon (ongeveer 4,57 miljard jaar).

Dit heeft ook implicaties voor andere planetenstelsels. Als het water in ons zonnestelsel voor het overgrote deel afkomstig was van lokale chemische processen, zouden de hoeveelheden water in de verschillende stelsels sterk kunnen verschillen. Een belangrijke bijdrage van importwater verkleint de onderlinge verschillen aanzienlijk.