Ett forskarteam vid University of Oxford har hittat avgörande bevis för vattnets ursprung på jorden. Med hjälp av en sällsynt typ av meteorit, en s.k. enstatitkondrit, som har en sammansättning som liknar den tidiga jordens (för 4,55 miljarder år sedan), har de hittat en källa till väte som skulle ha varit avgörande för bildandet av vattenmolekyler.
Avgörande var att de kunde visa att det väte som fanns i detta material var inneboende och inte härrörde från kontaminering. Detta tyder på att det material som vår planet byggdes av var mycket rikare på väte än vad man tidigare trott.
Resultaten, som stöder teorin om att bildandet av beboeliga förhållanden på jorden inte var beroende av att asteroider träffade jorden, har publicerats i tidskriften Icarus.
Utan väte, en grundläggande elementär byggsten i vatten, skulle det ha varit omöjligt för vår planet att utveckla de förhållanden som krävs för att stödja liv.
Ursprunget till väte, och i förlängningen vatten, på jorden har varit mycket omdiskuterat, och många tror att det nödvändiga vätet levererades av asteroider från yttre rymden under jordens första cirka 100 miljoner år. Men de nya rönen motsäger detta och tyder istället på att jorden hade det väte den behövde för att skapa vatten redan när den bildades.
Tunnsnittsfoto av provet LAR 12252 i planpolariserat ljus med 5x förstoring. Kredit: NASA.
Forskargruppen analyserade grundämnessammansättningen hos meteoriten LAR 12252, som ursprungligen samlades in från Antarktis. De använde sig av en grundämnesanalysteknik som kallas XANES-spektroskopi (X-Ray Absorption Near Edge Structure) vid synkrotronen Diamond Light Source i Harwell, Oxfordshire.
En tidigare studie ledd av ett franskt team hade ursprungligen identifierat spår av väte i meteoriten i organiska material och icke-kristallina delar av chondrulerna (millimeterstora sfäriska föremål i meteoriten). Resten var dock oredovisat – vilket innebar att det var oklart om vätet var naturligt eller berodde på markbunden kontaminering.
Oxford-teamet misstänkte att betydande mängder av vätet kan vara bundet till meteoritens rikliga svavel. Med hjälp av synkrotronen riktade de en kraftfull röntgenstråle mot meteoritens struktur för att söka efter svavelhaltiga föreningar.
När teamet inledningsvis skannade provet fokuserade de sina ansträngningar på de icke-kristallina delarna av chondrulerna, där man tidigare hade hittat väte.
Men när de av en slump analyserade materialet precis utanför en av dessa kondruler, som består av en matris av extremt fint (submikrometer) material, upptäckte teamet att matrisen i sig var otroligt rik på vätesulfid. I själva verket visade deras analys att mängden väte i matrisen var fem gånger högre än i de icke-kristallina sektionerna.
I andra delar av meteoriten som hade sprickor och tecken på uppenbar markförorening (t.ex. rost) fanns det däremot mycket lite eller inget väte alls. Detta gör det högst osannolikt att de vätesulfidföreningar som upptäcktes av teamet härrör från en jordisk källa.
Labbfoto av provet LAR 12252. Kredit: NASA.
Eftersom proto-jorden var gjord av material som liknar enstatitkondriter tyder detta på att när den bildande planeten hade blivit tillräckligt stor för att träffas av asteroider, skulle den ha samlat tillräckligt med väte för att förklara jordens nuvarande vattenöverflöd.
Tom Barrett, DPhil-student vid institutionen för geovetenskaper vid University of Oxford, som ledde studien, sa: ”Vi blev otroligt glada när analysen berättade att provet innehöll vätesulfid – bara inte där vi förväntade oss.
”Eftersom sannolikheten för att detta svavelväte härrör från markbunden kontaminering är mycket låg, ger denna forskning viktiga bevis för att stödja teorin om att vatten på jorden är inhemskt – att det är ett naturligt resultat av vad vår planet är gjord av.”
En av medförfattarna, Associate Professor James Bryson (Department of Earth Sciences, University of Oxford), tillade: ”En grundläggande fråga för planetforskare är hur jorden kom att se ut som den gör idag.
”Vi tror nu att det material som byggde upp vår planet – som vi kan studera med hjälp av dessa sällsynta meteoriter – var mycket rikare på väte än vi tidigare trott. Detta resultat stöder idén att bildandet av vatten på jorden var en naturlig process, snarare än en slump med hydratiserade asteroider som bombarderade vår planet efter att den bildats.”
För mer information: Thomas J. Barrett et al,The source of hydrogen in earth’s building blocks, Icarus (2025). DOI: 10.1016/j.icarus.2025.116588
