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Wasser auf der Erde 20 05. 2020 16:20 #68977

Hallo zusammen,

In einem der Videos auf dem Youtube-Kanal ist die Rede davon, dass das Wasser auf der Erde durch Asteroiden auf unseren Planeten gekommen sind. Wir wüssten das wegen demselben Isotopenverhältnis. Allerdings ja alles in unserem Sonnensystem aus dergleichen kosmischen Wolke entstanden. Wäre es also nicht zu erwarten, dass das Verhältnis dasselbe ist? Oder hat man im Wasser auf den Saturn-Monden oder dergleichen z.B. festgestellt, dass es dort ein anderes Isotopen-Verhältnis gibt?

Vielleicht weiß ja jemand die Antwort darauf :)

Mit besten Grüßen
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Wasser auf der Erde 20 05. 2020 16:49 #68978

frankausregensburg schrieb: alles in unserem Sonnensystem aus dergleichen kosmischen Wolke entstanden. Wäre es also nicht zu erwarten, dass das Verhältnis dasselbe ist?

Genau das frage ich mich dabei auch.

Aber sagen wir so, die "Entstehung" von Wasser auf einem heißen Planeten wäre etwas merkwürdig, und wenn ich nicht irre, sollten Gesteinsplaneten bei ihrer Entstehung heiß sein. Man kann sich drum herum natürlich eine Atmosphäre vorstellen, aber die dürfte auch nicht größer werden als die heutige Atmosphäre.

Hier das Thema
www.planet-schule.de/mm/die-erde/Barrier...er_auf_die_Erde.html
Anfangs waren die jungen Planeten sehr heiß – so heiß, dass das Gestein schmolz und eine flüssige Kugel formte. Und das Eis der Kometen schmolz nicht nur, sondern verdampfte sogar. Weil der Wasserdampf viel leichter war als das geschmolzene Gestein, blubberte er nach oben Richtung Oberfläche. Dort entwich er durch Vulkane in die Atmosphäre.

Und was ist mit dem Wasser auf den anderen Planeten passiert? Warum gibt es dort keine Ozeane? Merkur hat nicht genügend Schwerkraft, um überhaupt eine Atmosphäre festzuhalten – der Wasserdampf entwich wie alle Gase einfach ins Weltall. Das gleiche ist auch auf dem Mond passiert. Auf der Venus ist die Sonneneinstrahlung so stark, dass das Wasser ebenfalls ins All hinaus verdampft wurde. Auf dem Mars ist es dagegen zu kalt, dort werden jedoch große Eisvorkommen unter der Oberfläche vermutet. Und die Gasplaneten haben keine feste Oberfläche, auf der sich Meere bilden könnten. Auf dem Jupitermond Europa vermutet man einen Ozean aus Wasser, doch die Oberfläche ist gefroren. So bleibt die Erde der einzige Himmelskörper im Sonnensystem mit Meeren.

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Wasser auf der Erde 20 05. 2020 17:44 #68980

frankausregensburg schrieb: In einem der Videos auf dem Youtube-Kanal ist die Rede davon, dass das Wasser auf der Erde durch Asteroiden auf unseren Planeten gekommen sind. Wir wüssten das wegen demselben Isotopenverhältnis. Allerdings ja alles in unserem Sonnensystem aus dergleichen kosmischen Wolke entstanden. Wäre es also nicht zu erwarten, dass das Verhältnis dasselbe ist? Oder hat man im Wasser auf den Saturn-Monden oder dergleichen z.B. festgestellt, dass es dort ein anderes Isotopen-Verhältnis gibt?


Für eine unterschiedliche Isotopenzusammensetzung an zwei verschiedenen Orten kann es zwei Gründe haben: Unterschiedliche Zusammensetzung in den Anfangsbedingungen oder unterschiedliche Entwicklung.

Deuterium ist beispielsweise doppelt so schwer wie normaler Wasserstoff. Daher kann es passieren, dass sich näher an einem Gravitationszentrum ein höherer Anteil von schwerem Wasser aufhält wie weiter weg. Auf unserer Erde sind schwerere Gase auch eher in Bodennähe zu finden.

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Wasser auf der Erde 21 05. 2020 10:37 #68990

Danke schon mal für die Antworten. Theoretisch könnte es aber doch so gewesen sein, dass der Wasserstoff in irgendeiner Form in der Glutkugel gebunden war und mit der Zeit durch Vulkanismus während der Abkühlung nach oben an die Erdoberfläche transportiert wurde und sich dort zu Wasser formte (also mit Sauerstoffmolekülen verband).

Wurden nicht von einem Saturn- oder Jupitermond Eis/Wasserproben genommen? Wie ist denn dort das Isotopenverhältnis?

Einen schönen Vatertag

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Wasser auf der Erde 21 05. 2020 11:35 #68993

frankausregensburg schrieb: Wie ist denn dort das Isotopenverhältnis?

Mit Sicherheit gleich.

Das Isotopenverhältnis weist auf ein Alter hin, sofern die Isotopen nicht getrennt wurden, zB durch Effekte des unterschiedlichen Gewichtes oder unterschiedliche Reaktionen bei Bestrahlung (im weitesten Sinne).

Eis auf den Jupitermonden ist genauso wie auf den kalten Planeten zu erwarten. Große und sonnennahe Planeten sind wärmer und (tendenziell) frei von Atmosphäre und Wasser. Die Erde hat das große Los gezogen.

Aber da die Erde anfangs wärmer war, muss das Wasser wohl später von außen gekommen sein....von außen ist ja sowieso alles gekommen. Das Isotopenverhältnis kann wohl belegen, dass das Wasser (im Gros = weit überwiegend) nicht in der Erde entstanden ist, sonst wäre es jünger.
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Wasser auf der Erde 25 05. 2020 23:30 #69165

Der Sonnenwind besteht zu nahezu 100% aus Wasserstoffionen. Die Erde hat Eisenerz (häufig Eisenoxid.) Reduziert man das Eisenoxid mit Wasserstoff entsteht auch Wasser.
Thomas Schano

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Wasser auf der Erde 26 05. 2020 02:22 #69173

Ggra schrieb: Der Sonnenwind besteht zu nahezu 100% aus Wasserstoffionen.

Ja, da hast Du Recht, der Wasserstoff von der Sonne ist jünger. Von dort stammt das Wasser (im Gros) also auch nicht. Schon verwunderlich.

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Wasser auf der Erde 26 05. 2020 22:30 #69188

ra-raisch schrieb:

Ggra schrieb: Der Sonnenwind besteht zu nahezu 100% aus Wasserstoffionen.

Ja, da hast Du Recht, der Wasserstoff von der Sonne ist jünger. Von dort stammt das Wasser (im Gros) also auch nicht. Schon verwunderlich.

Gestern war die Antwort einfach mal so ins Blaue geschossen. Aber jetzt wird's interessant: Wie bestimmt man das Alter von Wasserstoff? Die C14-Methode kenne ich. gibt es für die 3 Isotopen von Wasserstoff eine vergleichbare Methode? Gilt die auch für kontinuierlich frisch erzeugte Kerne?

T.S.

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Wasser auf der Erde 26 05. 2020 22:46 #69190

Ggra schrieb: Wie bestimmt man das Alter von Wasserstoff? Die C14-Methode kenne ich. gibt es für die 3 Isotopen von Wasserstoff eine vergleichbare Methode? Gilt die auch für kontinuierlich frisch erzeugte Kerne?

Exakt so ist das für sehr viele Atomsorten (Zerfallsreihen). Bei Wasserstoff gibt es eben den normalen, auch Protium genannt, (Proton) und Deuterium (Deuteron = Proton+Neutron) und Tritium (Triton = Proton + 2 Neutronen).

wiki:
Während sich im Atomkern des Wasserstoffatoms (¹H) neben dem Proton kein Neutron befindet und im Deuterium (²H oder D) ein Neutron, sind es im Tritium zwei. Im Gegensatz zu ¹H und ²H ist der Tritiumkern instabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12,32 Jahren unter Emission eines Elektrons und eines Antineutrinos in das Heliumisotop ³He (Beta-Minus-Zerfall):

An der relativen Dichte des Tritium (³H oder T) kann man also das Alter wie an einer Uhr ablesen....mehr oder weniger. Bei Neuzumischung wird das natürlich unsicher.

wiki:
Unter anderem in der Biologie, Chemie und Medizin wird Tritium als sog. Tracer zur Markierung bestimmter Substanzen verwendet, auch zur Altersbestimmung von Grundwasser.

Aber man sollte dabei eben auch immer eine mögliche Entmischung wegen der unterschiedlichen Masse in Betracht ziehen.

Übrigens sehe ich gerade, dass die Entstehung weniger in der Sonne zu suchen ist als in der Atmosphäre:

wiki:
Tritium entsteht auf natürliche Weise vor allem in der Stratosphäre. Schnelle Protonen der kosmischen Strahlung bilden durch Spallation teilweise direkt Tritium, vor allem aber sekundäre Neutronen, die in der Stratosphäre und oberen Troposphäre in Reaktionen mit Stickstoff Tritium bilden

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Wasser auf der Erde 26 05. 2020 23:22 #69192

ra-raisch schrieb: An der relativen Dichte des Tritium (³H oder T) kann man also das Alter wie an einer Uhr ablesen....mehr oder weniger. Bei Neuzumischung wird das natürlich unsicher.

ra-raisch schrieb: Übrigens sehe ich gerade, dass die Entstehung weniger in der Sonne zu suchen ist als in der Atmosphäre:

Was willst Du uns damit sagen? Die frühe Erde hatte höchst wahrscheinlich kein Atmophäre und somit wird auch kein Tritium gebildet. Somit wird es schwierig mit der Zerfallsreihe von Tritium ausgehend.

Thomas Schano

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Wasser auf der Erde 27 05. 2020 01:03 #69195

Ggra schrieb:

ra-raisch schrieb: Übrigens sehe ich gerade, dass die Entstehung weniger in der Sonne zu suchen ist als in der Atmosphäre:

Was willst Du uns damit sagen? Die frühe Erde hatte höchst wahrscheinlich kein Atmophäre und somit wird auch kein Tritium gebildet. Somit wird es schwierig mit der Zerfallsreihe von Tritium ausgehend.

Nein es ist vermutlich anders herum. Das Wasser auf der Erde ist wohl älter als die Erde, zumindest älter als der Zeitpunkt, als die Erde kalt genug war. Das atmosphärische Tritium fällt wohl kaum ins Gewicht, sonst würde es ja das Alter verjüngen.

Dass die Erde im Inneren Wasserstoff gespeichert hatte, als sie noch ein Feuerball war, ist wohl mehr als unwahrscheinlich. Mir ist sowieso nicht klar, wie die Erde das Wasser selbst produzieren sollte.

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Wasser auf der Erde 27 05. 2020 13:37 #69199

Aber es gibt zum Beispiel von den Wasserproben vom Enceladus keine entsprechenden Isotopenanalysen oder?

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Wasser auf der Erde 27 05. 2020 14:45 #69200

Hier habe ich etwas gefunden, was sich sowohl mit Enceladus als auch der Frage nach dem Wasser auf der Erde und im Sonnensystem genau beschäftigt
www.mpg.de/6711706/mps_jb_2012
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Wasser auf der Erde 27 05. 2020 23:18 #69213

ra-raisch schrieb:

Ggra schrieb:

ra-raisch schrieb: Übrigens sehe ich gerade, dass die Entstehung weniger in der Sonne zu suchen ist als in der Atmosphäre:

Was willst Du uns damit sagen? Die frühe Erde hatte höchst wahrscheinlich kein Atmophäre und somit wird auch kein Tritium gebildet. Somit wird es schwierig mit der Zerfallsreihe von Tritium ausgehend.

Nein es ist vermutlich anders herum. Das Wasser auf der Erde ist wohl älter als die Erde, zumindest älter als der Zeitpunkt, als die Erde kalt genug war. Das atmosphärische Tritium fällt wohl kaum ins Gewicht, sonst würde es ja das Alter verjüngen.

Wenn die Menge an Tritium ein Maß für das Alter ist und wenig Tritium auf alt hin deutet, bedeutet kein Tritium sehr alt. -> Sonnenwind + Eisenoxid erzeugt nach der Tritium Methode sehr sehr altes Wasser.
Somit kann ich Deiner Schlussfolgerung nicht folgen.
Thomas Schano

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Wasser auf der Erde 28 05. 2020 00:03 #69219

Das Wasser kam auf ganz andere Weise auf die Erde.

Als die Sonne noch jung war, trieb sie allen Wasserstoff und damit alle Wasserstoffverbindungen in Ihrer Umgebung hinaus.

In einem gewissen Abstand, dem Eisgürtel gefror das Wasser und wurde Bestandteil von Kometen, Asteroiden usw...
Im Laufe der Zeit schlugen diese Himmelskörper auf der Erde ein und brachten dieses Wasser von außen auf die Erde. Diese war inzwischen so groß und schwer, dass sie es nicht wieder hergeben musste.

Dieses von außen eingetragene Wasser verblieb auf der Erde, bis heute.

Thomas

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Wasser auf der Erde 28 05. 2020 01:52 #69225

Thomas schrieb: Dieses von außen eingetragene Wasser verblieb auf der Erde, bis heute.

Ja, so ist das ganz sicher. Aber es beantwortet ja nicht die Frage, wie man das nachweist.

Ggra schrieb: Wenn die Menge an Tritium ein Maß für das Alter ist und wenig Tritium auf alt hin deutet, bedeutet kein Tritium sehr alt. -> Sonnenwind + Eisenoxid erzeugt nach der Tritium Methode sehr sehr altes Wasser.
Somit kann ich Deiner Schlussfolgerung nicht folgen.
Thomas Schano

Ich bin da kein Experte, vor allem hätte ich gedacht, dass der radioaktive Zerfall bei hohen Temperaturen wohl auch schneller ablaufen könnte (zB Kettenreaktion), aber dies scheint nicht der Fall zu sein:
www.spektrum.de/frage/stoert-temperatur-...iven-zerfall/1691476

Weiterhin sind die Bestandteile der Sonne Millionen Jahre unterwegs, bis sie die Oberfläche erreichen. Aber der Wasserstoff sollte ja im Inneren der Sonne bleiben. Wo also der Sonnenwind erzeugt wird, ist mir auch nicht klar. Aber ich gehe davon aus, dass dieser recht jung ist, also hohen Anteil an Tritium hat.

Aber es geht vielleicht um die Mengen.

wiki:
Die auf der Erde vorhandene Wassermenge beträgt ungefähr 1,386 Milliarden km³

Was wird nun eingefangen:

wiki:
Die Erde fängt pro Jahr etwa 30.000 Tonnen kosmischen Staubs ein, der überwiegend interplanetarer Staub ist. Die insgesamt eingefangene kosmische Materie (mit Gasen) variiert zwischen etwa 150.000 und 1.000.000 Tonnen pro Jahr.

Nehmen wir die größte Zahl, also 1.000.000 Tonnen das sind 1.000.000.000 kg pro Jahr und die vorhandene Wassermenge 1.386.000.000.000.000.000 m³ das sind 1386 Trillionen Liter = 1,386 e+18 kg. Das würde also 1.386.000.000 Jahre dauern, selbst wenn ausschließlich Wasser akkretiert würde. Und wenn es nur Protonen wären, auch noch ...
egal, die Kruste der Erde bildete sich vor 4 Mrd Jahren, Leben in den Meeren gibt es seit 3,8 Mrd Jahren auf der Erde, Sauerstoff gab es aber erst seit 2,5 Mrd Jahren....hilft das weiter?

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Wasser auf der Erde 28 05. 2020 22:24 #69266

ra-raisch schrieb: Weiterhin sind die Bestandteile der Sonne Millionen Jahre unterwegs, bis sie die Oberfläche erreichen. Aber der Wasserstoff sollte ja im Inneren der Sonne bleiben. Wo also der Sonnenwind erzeugt wird, ist mir auch nicht klar. Aber ich gehe davon aus, dass dieser recht jung ist, also hohen Anteil an Tritium hat.

Hattest Du nicht geschrieben, dass Tritium in der Atmosphäre entsteht? urknall-weltall-leben.de/forum/naturwiss...5.html?quote=1#69190
Der Wasserstoff der von der Sonne kommt ist mit duchschittlich 450 km/s unterwegs. Wieso sollten er Millionen Jahre brauchen, bis er aus der Sonne herauskommen? Und wer sagt, dass der Wasserstoff in der Sonne bleiben muss?
Thomas Schano

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Wasser auf der Erde 29 05. 2020 02:20 #69276

Wenn (zB in der Atmosphäre) Wasserstoff entsteht, denke ich, entsteht auch Deuterium und Tritium. Deshalb habe ich ja diese Mengen nachgerechnet.

Der Wasserstoff in der Sonne wird ja fusioniert. Die ganze Sonne besteht ja aus Wasserstoff. Wegen der großen Hitze, könnte man ja denken, dass er aus dem Zentrum aufsteigt. Dies wird aber einerseits durch Schwerkraft erschwert und andererseits benötigt bereits die Strahlung so lange. Das wird also wohl nicht geschehen. Die Ausbrüche an der Oberfläche der Sonne reissen aber offensichtlich Protonen und Elektronen mit, das ist der Sonnenwind. Da wird wohl auch Deuterium und Tritium dabei sein, aber die Mischung wird wohl schon recht alt sein, also wenig Tritium enthalten.

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Wasser auf der Erde 29 05. 2020 15:15 #69302

Vor allem auch, da Tritium mit einer Halbwertszeit von 12 Jahren zerfällt. Ich könnte mir vorstellen, dass das im Kern entstehende Tritium länger brauchen würde, um nach außen zu kommen.

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