Okyanuslar Nasıl Oluştu?

Çoğu bilim insanına göre okyanuslar nasıl oluştu sorusunun cevabını asteroitlerde aramamız gerekiyor. Fakat durum kadar basit değil. Yeni bir araştırma, Dünya’nın sahip olduğu suyun bu şekilde gezegenimize gelmediğini öne sürüyor.

Hidrojen evrendeki en bol olan elementtir. Bu da Dünya’nın okyanuslarına ilişkin meselenin merkezinde yer alıyor. Arizona Devlet Üniversitesinde Moleküler Bilim ve Uzay ve Dünya Keşif Okulu’nda profesör olan Peter Buseck tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre hidrojenin, kısmen de olsa Güneş Nebulası‘ndan, yani Güneş oluştuktan sonra arta kalan gaz ve toz bulutundan geldiği öne sürülüyor. Bu yeni araştırmanın derinliklerine inmeden önce şu ana kadar geniş ölçüde kabul edilen teoriye bakmamız faydalı olacaktır.

Çoğunlukla Kabul Edilen Teoriye Göre Dünya’nın Suyunun Kökeni

Uzun zamandır astronomlar Dünya’da bulunan suyun kökeninin asteroitler ve kuyrukluyıldızlar olduğuna inanıyordu. Tüm bu süreç ise Güneş Sistemi’nin oluşumuyla başlıyor.

Güneş, moleküler buluttan meydana geldiği zaman, buluttaki materyalin çoğunu kendine katarak geriye gezegenler,uydular,asteroitlere dönüşecek olan az bir materyal bıraktı. Güneş, Nükleer füzyon ile hayatına başlayınca, güçlü bir Güneş Rüzgarı dış katmanlarından, şimdi iç karasal gezegenlerin(Merkür,Venüs,Dünya,Mars) bulunduğu yere büyük miktarda hidrojen yolladı.

İşte bu yer, gaz devi gezegenlerin bulunduğu alemdir. Daha da önemlisi kuyrukluyıldızların ve asteroitlerin alemidir. Kaya yapılı,yüzeyinde ve içinde buz barındıran kuyruklıyıldızların, bebeklik dönemini yaşayan Güneş’ten yayılan önemli miktarda hidrojen içerdiği düşünülüyordu. Bu kuyrukluyıldızlar önemli bir hidrojen rezervi olmuştu.

Güneş Nebulası. Resim:
https://www.universal-sci.com/headlines/2018/11/12/not-all-the-earths-water-came-from-comets-

Dünya ise oluştuğu zaman eriyik bir top halindeydi. Güneş Sistemi ilk oluşum zamanlarında şuan olduğundan daha karmaşık bir yer olduğu için Dünya yüzeyi de sürekli çarpan asteroitler nedeniyle eriyik halini korumuştu. Asteroitler ve kuyrukluyıldızlar eriyik haldeki Dünya’yı vurdukça, içlerindeki su ve hidrojen buharlaşarak uzaya yayıldı. Dünya zaman geçtikçe soğuyunca, kuyrukluyıldız ve asteroit çarpmalarından ortaya çıkan su, uzaya buharlaşmayıp Dünya yüzeyinde yoğunlaşabildi.

Bu olayın kanıtı izotop oranlarında yatıyor. Ağır hidrojen izotopu döteryumun normal hidrojene olan oranı kimyasal bir ipucu niteliğindedir. Aynı izotop oranına sahip 2 su kütlesinin aynı kökene sahip olması gerekir. Ve Dünya’nın okyanuslarının hidrojen izotopu oranı da asteroitlerde bulunan su miktarındaki izotop oranıyla aynı olduğu biliniyor. İşte bu, Dünya’nın okyanuslara nasıl sahip olduğuna ilişkin geniş ölçüde kabul edilen bir teoridir.

Dünya’nın Suyunun Kökeni:Deliklere Sahip Sızıntı Yapan Bir Teori

Fakat bilim insanları sözü edilen teoriden pek tatmin olmamışa benziyor. Her zaman şeylerin kesin bir anlayışına sahip olmak istiyorlar. Bilim insanları, aşağıda bahsedilecek olan yeni araştırma yayınlanmadan önce “kuyrukluyıldızlardan gelen su” teorisini sürekli sorguluyordu.

2014 yılında bazı bilim insanları, farklı dönemlere ait göktaşlarını inceleyerek konuyu çalıştı. İlk olarak ‘karbonlu kondrit göktaşları‘ diye bilinen göktaşlarını inceledi. Bu göktaşları bilinen en yaşlı olanları ve aşağı yukarı Güneş’le aynı zamanda oluşanlarıdır. Sözü edilen göktaşları, Dünya’nın temel yapı taşları olarak nitelendiriliyor.

Sonrasında, kökeni büyük asteroit olan Vesta olduğunu düşündüğümüz göktaşlarını incelediler. Vesta, Güneş Sistemi var olduktan yaklaşık 14 milyar yıl sonra Dünya ile aynı bölgede oluştu. 2014’teki araştırmaya göre antik göktaşları Güneş Sistemi’nin oluşumuyla yakından ilgiliydi ve içlerinde bol miktarda su barındırıyordu. Bu yüzden çoğu kimse tarafından Dünya’nın suyunun kaynağı olarak düşünüldü.

https://www.universal-sci.com/headlines/2018/11/12/not-all-the-earths-water-came-from-comets — Asteroit Vesta

2014’te yapılan çalışmadaki ölçümler bu göktaşlarının ‘karbonlu kondritler‘ ve Dünya üzerinde bulunan kayalarla aynı kimyaya sahip olduklarını gösterdi. Araştırmacılar, karbonlu kondritlerin en yaygın su kaynağı olduğu sonucuna vardılar. O yıllarda araştırmaya katılanlardan biri olan Horst Marschall şöyle demişti: “Araştırma, Dünya’nın sahip olduğu suyu muhtemelen göktaşıyla aynı zamanda biriktirdiğini gösteriyor. Gezegen, yüzeyinde su bulunan ıslak bir gezegen olarak oluşmuştu.” Bu araştırmanın arkasındaki takım Dünya’daki okyanusların bir kısmının çarpmalardan(göktaşı,kuyrukluyıldız) geldiğini kabul ediyor. Bu da bizi yeni bir araştırmaya, 2014’teki çalışmadan çıkan sonucu pekiştiren bir araştırmaya götürüyor.

Dünya’nın Okyanusları: Tamamen Hidrojenle Alakalı

Bu yeni araştırmanın katılımcıları okyanusların ve izotop oranlarının her şeyi açıklayamayacağını söylüyor. Steven Desch şöyle ifade ediyor: “İnsanlar okyanus suyundaki hidrojen-döteryum oranını ölçtüğünde ve bu oranın asteriotlerdeki orana oldukça yakın olduğunu gördüklerinde, Dünya’nın suyunun tamamının asteroitlerden geldiğine inanması kolay oluyordu. Gerçi onları suçlamak da yersiz. Çünkü oldukça heyecan verici bir kanıt gibi duruyor.”

Desch ve araştırmanın diğer katılımcıları 2015’te yayınlanan, Dünya’nın şuanki okyanuslarının, gezegenimizin ilk oluşum zamanlarındaki okyanuslar olamayabileceğini gösteren bir çalışmaya işaret ediyor. Şuanki okyanuslar Dünya’nın derinliklerindeki su rezervleri ve yüzey arasında bir dönüşüm geçirmiş olabilir. Bu da hidrojen-döteryum oranını zamanla değiştirmiş olabilirdi. Böylece bu, Dünya’nın derinliklerinde bulunan su kaynaklarının en azından bir kısmının gezegenin gerçek ilk su kaynakları olduğu anlamına gelebilir. Ve bu su, kuyrukluyıldızlar ve asteroit çarpmalarından ziyade doğrudan Güneş Nebulası’ndan gelmiş olabilirdi.

Araştırma, Dünya’nın okyanuslarındaki ve çekirdek-manto sınırındaki hidrojen oranı arasındaki farkları açıklamak için Dünya’nın oluşumunun yeni teorik bir modelini geliştirmekle meşgul durumda.

Bu yeni model bol su kaynağı olan asteroitler, milyarlarca yıl önce Güneş etrafında dönen Güneş Nebulası’nda gezegenlere dönüşecek şekilde evrildiler. Bu “gezegen embriyoları” art arda çarpışmalar yaşadı ve hızlı bir biçimde büyüdü. Sonunda oldukça güçlü bir çarpışma, içlerinden en büyük olan embriyonun yüzeyini eriterek bir magma okyanusuna dönüştürdü. Bu en büyük “embriyo”da Dünya oldu.

Bu büyük embriyo, bir atmosfer tutacak kadar büyük kütleçekim kuvvetine sahipti ve en bol element olan hidrojen de dahil Güneş Nebulası’ndan gazları kendine çekti. Bu sayede bir atmosfer oluşturmuş oldu. Güneş Nebulası’ndaki hidrojen az miktarda döteryum içeriyordu ve asteroit hidrojeninden daha hafif bir ağırlığa sahipti. Bahsi geçen hidrojen Dünya üzerindeki eriyik demir içeren magma okyanusuna çözüldü.

Hidrojen, “izotop damıtması” denilen bir süreçle Dünya’nın merkezine doğru çekildi. Ve bu hidrojen demir elementine bağlandı ve demir tarafından Dünya’nın çekirdeğine yerleştirildi. Ağır hidrojen izotopu olan döteryum ise Dünya’nın mantosunu oluşturmak için soğuyan magmanın içinde kaldı. Devam eden göktaşı çarpmaları Dünya’ya daha fazla su ve kütle getirdi, ta ki Dünya bugünkü kütlesine ulaşana kadar.


Sonuç: Dünya’nın Su Kaynağı Meselesinden Daha Fazla

Buradaki kilit nokta ise yeni araştırmanın, Dünya’nın çekirdeğindeki hidrojenin mantodaki ve okyanuslardaki hidrojenden farklı olduğunu söylemesidir. Çekirdekteki suyun çok daha az döteryuma sahip olduğu ortaya çıkıyor. Peki bu ne anlama geliyor?

Yeni model, katılımcıların, Dünya evrildikçe ve büyüdükçe asteroit çarpmalarından gelen su miktarına kıyas olarak, Dünya oluştuğu zaman Güneş Nebulası’ndan ne kadar su miktarının geldiğini tahmin etmesine olanak sağlıyor. Vardıkları sonuç ise: “Dünya’daki suyun her 100 molekülü için, 1 veya 2 tanesi Güneş Nebulası’ndan geliyor.”

Bu araştırma gezegen oluşumu,gelişimi ve ilkel yaşamın genç bir gezegen üzerinde nasıl başlayabileceğine ilişkin yeni bakış açıları sunuyor.

Bu model suyun kaçınılmaz oluşumunun Güneş dışı sistemlerdeki yeteri kadar büyük karasal ötegezegenler üzerinde gerçekleşmesi kuvvetle muhtemel. Bence bu çok heyecan verici bir şey.(Jun Wu, School of Molecular Sciences and School of Earth and Space Exploration at ASU,)

Önceleri, sadece yaşama sahip olabilen gezegenlerin su getiren asteroit ve kuyrukluyıldızların bulunduğu zengin bir güneş sistemi’nde olması gerektiğini düşünürdük.Ama durum bu olmayabilir. Diğer güneş sistemlerinde her Dünya benzeri bir gezegenin su ile dolu bir asteroite erişim imkanı yok. Bu yeni araştırma herhangi bir yaşanabilir ötegezegenin kendi sistemi içindeki güneş nebulasından suyu temin edebileceğini öne sürüyor. Dünya, sahip olduğu suyunun çoğunu içinde saklıyor. Gezegenimiz mantosunda yaklaşık olarak 2 okyanus büyüklüğünde bir suya sahip. Ve 4-5 okyanus büyüklüğünde de çekirdeğinde su bulundurduğu sanılıyor.  Ötegezegenlerde de durum benzer olabilir.


Çeviri ve Ana Görsel: Universal Sci

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir