Bilim insanları arasındaki en yaygın teoriye göre, Dünya’nın suyu kuyrukluyıldız ve asteroitlerden geldi. Bu bilgi gizemini korumaya devam ediyor. Yeni bir çalışma, Dünya’nın suyunun tümünün gezegenimize bu şekilde taşınmadığını gösteriyor.
Hidrojen, evrende en bol bulunan elementtir ve Dünya’nın suyunu çevreleyen soru’nun merkezinde yer alır.
Bu yeni çalışma, Arizona State Üniversitesi’ndeki Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu ve Moleküler Bilimler Okulu’nda Regents’ın Profesörü Peter Buseck tarafından ortaklaşa yürütülmüştür.
Yazarlar, hidrojenin en azından kısmen Güneş’in oluşmasından sonra kalan bir gaz ve toz bulutu olan Güneş Bulutsusu’ndan geldiğini ileri sürüyorlar.
Bu yeni çalışmada ayrıntılara girmeden önce, Dünya’nın suyunun nereden geldiğiyle ilgili uzun süredir devam eden teoriye bakmak faydalı olacaktır.
Yeryüzündeki Su: Yaygın Olarak Kullanılan Teori
Uzun bir süre boyunca, bilim insanlarının çoğu, Dünya üzerindeki suyun kökeninin kuyrukluyıldız ve astroit kaynaklı su olduğuna inanıyorlardı.Her şey Güneş’in oluşumuyla başlıyor.
Güneş moleküler bir buluttan oluştuğunda, buluttaki malzemenin çoğunu süpürdü- gezegenler, asteroitler ve kuyrukluyıldızlar dışındaki her şeyin artıklarını.
Güneş, füzyonla hayata kavuşunca güçlü bir güneş rüzgarı, dıştaki katmanlarından, iç kayalık gezegenlerin (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) bugün oldukları yerin ötesine birçok hidrojen gönderdi.
Bu, gazbulutundan oluşan gezegenlerin ve daha da önemlisi kuyrukluyıldızların ve asteroitlerin alemidir.
Buz ve kayalıklardan oluşan kuyruklu yıldızların , Güneş’in ilkel halinde dışarı atılan önemli miktarda hidrojen ve daha küçük ülçüde ise astroitleri de içerdiği düşünülmektedir.Onlar önemli bir hidrojen deposu oldular.
Dünya oluştuğunda, erimiş bir toptu, yüzeyi asteroitler ile tekrarlanan çarpışmalarla bu durumda tutuldu. Şimdiye kadar, çok iyi, çünkü Dünya, Güneş Sistemi’nin başlangıcından bu yana şimdi olduğundan çok daha kaotik bir yerdi.
Asteroitler ve kuyrukluyıldızlar bu sıcak Dünya’yı vurdukça, içindeki su ve hidrojen uzaya kaynatıldı. Dünya zamanla soğudukça, kuyruklu yıldız ve asteroit etkilerinden gelen suyun yeryüzünde yoğunlaşmasına ve uzaya dökülmesine izin verilmedi. Su sıkışmıştı.
Bunun kanıtı izotop oranlarında. Ağır hidrojen izotop döteryumun normal hidrojene oranı, kimyasal bir imzadır.
Aynı orana sahip iki su kütlesi aynı kökene sahip olmalı,diye düşünülür. Ve Dünya’nın okyanusları, asteroitler üzerindeki suyla aynı orana sahiptir. Bu, suyun Dünya’ya nasıl ulaştığı konusunda yaygın olarak kullanılan teorinin çok basitleştirilmiş bir versiyonudur.
Yer Yüzündeki Su: İçindeki Deliklerle Sızıntılı Bir Teori
Ancak bilim insanları, her zaman daha iyi, daha kapsamlı bir şeyler anlayışına sahip olmaya çalışan tatmin olmayan insanlardır. Bu yeni çalışmadan önce “kuyrukluyıldızlardan su” teorisini sorguluyorlardı.
2014 yılında, bazı bilim insanları farklı yaşlardaki meteorlara bakarak konuyu incelediler. (Meteorlar dünyaya çarpmış asteroitlerdir.) İlk önce “karbonlu kondrit meteorları” olarak bilinenlere bakmışlardır.
Onlar bizim bildiğimiz en eski meteorlar ve Güneş’in yaptığıyla aynı zamanda oluştular. Onlar Dünya’nın birincil yapı taşlarıdır.
Sonra, büyük asteroid Vesta’dan kaynaklandığını düşündüğümüz meteoritleri incelediler. Vesta, Güneş sistemi doğduktan yaklaşık 14 milyon yıl sonra Dünya ile aynı bölgede oluşmuştur.
Bu 2014 araştırmasına göre, antik meteorlar toplu Güneş Sistemi bileşimini andırıyor ve içlerinde çok fazla su var; bu yüzden onlar yeryüzündeki suyun kaynağı olarak kabul ediliyorlar.
2014 araştırmasında yapılan ölçümler; bu meteorların, Dünya’da bulunan karbonlu kondritler ve kayalarla aynı kimyaya sahip olduğunu göstermiştir.Bilim insanları, karbonlu kondritlerin en yaygın su kaynağı olduğu sonucuna varmışlardı
O zamanda, çalışmanın yazarlarından biri olan Horst Marschall: “Bu çalışma, Dünya’nın suyunun büyük ölçüde kaya ile aynı zamanda eklendiğini gösteriyor. Gezegen, yüzeyde su olan ıslak bir gezegen olarak kuruldu.”
Bu çalışmanın arkasındaki ekip, sularımızdan bazılarının çarpışmalardan geldiğini kabul etti.
Bu bizi, 2014 çalışmasının sonuçlarını güçlendiren bu yeni çalışmaya getiriyor.
Yeryüzündeki Su: Hidrojen Hakkında Her Şey
Bu yeni çalışmanın yazarları, okyanusların ve izotop oranlarının tüm hikayeyi anlatamayacağını söylüyorlar. Tempe, Arizona Eyaleti Arizona State Üniversitesi’nde Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu’nda Astrofizik Profesörü olan Steven Desch: “Bu, anlaşılamayan bir nokta.” dedi.
“İnsanlar okyanus suyundaki [döteryum-hidrojen] oranını ölçtüklerinde ve asteroitler içinde gördüğümüze oldukça yakın olduklarını gördüklerinde, hepsinin asteroitlerden geldiğine inanmak her zaman kolaydı.” Onları suçlamak zordur çünkü bu, oldukça etkileyici bir kanıt parçası.
Desch ve bu yeni araştırmanın diğer yazarları 2015 yılında yayımlanan yeni çalışmalarında, Dünya okyanuslarının Dünya’nın ilkel suyunu temsil edemeyeceğini işaret ediyor.
Okyanuslara, yüzey ile Dünya’nın derinliklerinde bulunan daha derin bir su deposu arasında devir yaptırılmış olabilir. Bu süreç, suyun içindeki oranı değiştirmiş olabilir ve bu daha derin suyun Dünya’nın gerçek ilkel suyundan en az bir kısmını temsil ettiği anlamına gelebilir.
Ve bu su, kuyruklu yıldız ve asteroit etkilerinden ziyade doğrudan güneş bulutsusundan gelmiş olabilir.
Çalışma; Dünya’nın okyanuslarındaki ve çekirdek-manto sınırındaki hidrojen arasındaki bu farklılıkları açıklamak için , Dünya’nın oluşumunun yeni bir teorik modelini geliştiriyor.
Bu yeni model, Güneş’in etrafında dönen güneş bulutsularında milyarlarca yıl önce gezegenlerde oluşan büyük su kütleli asteroitleri göstermektedir. Bu gezegensel embriyolar sıralı çarpışmalara maruz kaldı ve hızla büyüdü.
Bilim insanları; sonunda yeterince güçlü bir çarpışmanın, en büyük embriyonun yüzeyini bir magma okyanusu haline getirdiğini söylüyor. Bu en büyük embriyo, Dünya oldu.
Bu büyük embriyonun bir atmosfere tutunması için yeterli yerçekimi vardı ve güneş bulutsusundan en bol olan hidrojen de dahil olmak üzere gazları çekerek bir tane atmosfer oluşturdu.
Güneş bulutsudaki hidrojen daha az döteryum içerir ve asteroidal hidrojenden daha hafiftir. Dünya üzerindeki magma okyanusunun eriyik demirine eritildi.
Hidrojen, izotopik fraksiyonasyon adı verilen bir işlemle Dünyanın merkezine çekildi. Hidrojen demire çekilir ve Dünya’nın çekirdeğine demir ile dağıtıldı.
Ağır hidrojen izotopu olan döteryum, Dünya’nın mantosunu oluşturmak için soğuyan magma içinde kaldı. Devam eden etkiler, bugün kitle haline gelene kadar Dünya’ya daha fazla su ve kütle getirdi.
Bu yeni modeldeki anahtar nokta; Dünya’nın çekirdeğindeki hidrojenin, manto ve okyanuslardaki hidrojenden farklı olmasıdır. Çekirdekteki su daha az döteryum içerir. Ama bütün bunlar ne anlama geliyor?
Yeni model,yazarların; Dünya oluştuğunda güneş bulutsusudan gelen su miktarıyla , Dünya büyüdükçe ve evrim geçirdikçe asteroit etkilerinden kaynaklanan su miktarlarını tahmin etmelerini sağladı.
Varılan sonuç?
Arizona Eyalet Üniversitesi Moleküler Bilimler ve Dünya Okulu ve Uzay Araştırmaları Okulu’nda araştırma görevlisi ve aynı zamanda çalışmanın yardımcı lideri Jun Wu: “Dünyanın her 100 su molekülünün bir veya ikisi güneş bulutsusundan geliyor.” diyor.
Sonuç: Sadece Dünya Suyundan Daha Fazlası Hakkında
Bu çalışma, genç bir gezegende gezegensel formasyon, gelişim ve erken yaşama dair yeni bir bakış açısıdır.
“Bu model, beklenen su oluşumunun, Güneş sistemi dışındaki yeterince büyük kayalık gezegenler üzerinde meydana geleceğini göstermektedir. Bence bu çok heyecan verici. ” Jun Wu, ASU’daki Moleküler Bilimler Okulu ve Dünya Okulu ve Uzay Araştırma Okulu.
Önceleri, sadece üzerlerinde yaşam olabilecek gezegenlerin; su taşıyan asteroitler ve kuyruklu yıldızlarla zengin bir Güneş sisteminde olması gerektiğini düşündük. Ama durum böyle olmayabilir. Diğer Güneş sistemlerinde, Dünya benzeri gezegenlerin hiçbiri su yüklü asteroitlere erişemez.
Yeni çalışma, yaşanabilir dışsal gezegenlerin kendi sistemindeki Güneş bulutsusularından su almış olabileceğini gösteriyor. Dünya ,suyunun çoğunu iç kısmında saklar. Dünya kabuğunda kabaca iki , çekirdeğinde ise 4 ya da 5 okyanusa sahiptir. Ekoplanetler benzerlik gösterebilir.
Wu : “Bu model, beklenen su oluşumunun, Güneş sistemi dışındaki yeterince büyük kayalık gezegenler üzerinde meydana geleceğini göstermektedir. Bence bu çok heyecan verici.”
Bununla birlikte, bu yeni modelde bir uyarıcı nokta vardır ve bu da hidrojen fraksiyonasyonunu (ayırma) içerir.
Bu yeni modelin merkezinde yer alan demirin erimesiyle birlikte döteryum-hidrojen oranının nasıl değiştiği iyi anlaşılmamıştır. Bu yeni çalışmada tahmin edilmesi gerekiyordu.
Genel olarak, yeni çalışma Dünya’nın sularına yapılan diğer araştırmalarla iyi uyuyor. Hidrojen parçalanması üzerine daha fazla çalışma yapıldığında, yeni model daha sıkı bir şekilde test edilebilir.
https://www.universetoday.com/140477/not-all-the-earths-water-came-from-comets/
Çeviri: Simge Kara