Dünyanın Suyu Nereden Geldi?

Dünyaya, mahalledeki diğer kayalık gezegenlere kıyasla bakın ve ilk atlayacak olan şey, ÇOK su olduğudur. Peki, gezegenimizin yüzeyinin yüzde 70’i bu temel yaşam bileşeniyle nasıl kaplandı?

Bu soru, canlı bir bilimsel tartışmanın konusu olduğu ortaya çıkıyor.

Yaygın iki teori vardır: Birincisi, Dünya’nın oluştuğunda bir miktar suya tutunduğudur, çünkü sonunda güneşi ve yaklaşık 4.5 gezegenleri oluşturan gaz ve toz bulutsusunda (proto-güneş bulutsusu olarak adlandırılır) buz olacaktır. milyar yıl önce. Bir teoriye göre, bu suyun bir kısmı Dünya’da kaldı ve gezegenin manto tabakası aracılığıyla geri dönüştürülebilir.

İkinci teori, Dünya, Venüs , Mars ve Merkür’ün , sularının çoğunun ısı ile buharlaşacak kadar o proto-güneş bulutsusuna yeterince yakın olacağını; bu gezegenler kayalarında çok az su ile oluşmuş olacaktı. Dünya’nın durumunda, ayı oluşturan çarpışma gerçekleştiğinde daha da fazla su buharlaşacaktı. Bu senaryoda, okyanuslar evde yetiştirilmek yerine, karbonlu kondrit adı verilen, buz bakımından zengin asteroitler tarafından taşınacaktı.

Suyu takip et

Bilim adamları, doğada meydana gelen iki hidrojen izotopunun oranına veya hidrojenin farklı sayıda nötron içeren versiyonlarına bakarak Dünya suyunun kökenini takip edebilirler . Biri, çekirdekte sadece bir protona sahip olan sıradan hidrojendir ve diğeri de bir proton ve bir nötron içeren “ağır” hidrojen olarak da bilinen döteryumdur. 

Dünya okyanuslarında döteryumun hidrojene oranı, kuyrukluyıldızlardan ziyade genellikle su ve karbon ve nitrojen gibi diğer elementler açısından zengin olan asteroitlerle yakından eşleşiyor gibi görünüyor . (Asteroitler güneşin etrafında dönen küçük kayalık gövdeler iken kuyruklu yıldızlar, bazen gaz ve tozu serbest bırakan ve güneş sisteminin oluşumundan arta kalanlar olduğu düşünülen kirli kartopu olarak adlandırılan buzlu cisimlerdir.)

Bilim adamları ayrıca göktaşlarında asteroidlerden kaynaklanan opalleri keşfettiler (bunlar muhtemelen asteroitlerden koparılmış parçalardır). Opallerin oluşması için suya ihtiyaç duyduğundan, bu bulgu uzay kayalarından gelen suyun başka bir göstergesiydi. Bu iki kanıt, bir asteroit kökenini destekleyecektir. Ayrıca döteryum, güneş sisteminde hidrojenden daha uzakta toplanma eğilimindedir, bu nedenle sistemin dış bölgelerinde oluşan su döteryum açısından zengin olma eğilimindedir.

Üstelik kayalık iç gezegenler, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’ün buzlu uydularına ve hatta gaz devlerine kıyasla nispeten daha az su (kütlelerine göre) tutarlar. Bu, iç sistemde suyun buharlaştığı, dış sistemde buharlaşmadığı fikrini destekleyecektir. Eğer Dünya’da su buharlaşırsa, başka bir yerden değiştirilmesi gerekirdi ve su zengini asteroitler sistemin dış kısımlarında bol miktarda bulunur.

Daha fazla destekleyici kanıt , Mars ve Jüpiter arasında bulunan ana asteroit kuşağındaki en büyük iki nesne olan Ceres ve Vesta’da su kanıtı bulan NASA’nın 2007 yılında fırlatılan DAWN uzay aracından geliyor .

Dünya’nın suyu karmaşıktır

Asteroitler için bir smaç mı? Çok hızlı değil. Bu senaryonun işlemesi için, izotop oranının okyanuslarda son birkaç milyar yılda aynı kalması gerekiyordu.

Birleşik Krallık’taki Glasgow Üniversitesi’nde gezegen bilimcisi olan Lydia Hallis, Dünya’nın erken dönemlerinde mevcut olan hidrojenin içinde şu anda olduğundan çok daha az döteryum içerdiğini düşünüyor. Oran değişti çünkü Dünya’nın erken tarihlerinde güneşten gelen radyasyon hem hidrojeni hem de döteryumu ısıttı. Daha hafif olan hidrojenin, daha fazla döteryum bırakarak dış uzaya uçma olasılığı daha yüksekti.

[ Ya Dünya İki Kat Büyük Olsaydı? ]

Ayrıca, son birkaç yılda, daha yeni modeller, Dünya’nın oluştuğu anda çok fazla su tuttuğunu ve okyanusların kimsenin düşündüğünden çok daha uzun süredir var olabileceğini gösteriyor gibi görünüyor.

Hallis ve meslektaşları , dünyadaki en eski kayalardan bazıları olan eski Kanada kayalarındaki hidrojen izotop oranlarına baktılar . İzotop oranları asteroitlere çok daha az benziyordu ve bölgedeki erken güneş bulutsusundan beklenebilecek suya çok daha fazla benziyordu – kayalarda daha sıradan hidrojen ve daha az döteryum vardı. Ancak mevcut okyanus oranı asteroitlere benziyor. Bu, son birkaç milyar yılda bir şeyin değiştiğini gösteriyor gibi görünüyor. Araştırma, 2015 yılında Science dergisinde yayınlandı. 

Dünya’nın okyanusları asteroitlerden ziyade kendi gezegenimizdeki sudan oluşmuş olsaydı, bu gezegen bilimcileri için birkaç sorunu çözebilirdi. Birincisi, Dünya’nın ilk etapta bu kadar çok suya sahip görünmesinin nedeni. Bir diğeri de, herkesin bildiği kadarıyla suya ihtiyaç duyan yaşamın, Dünya sağlam bir yüzeye sahip olduğunda bu kadar çabuk ortaya çıkmasının nedeni.

Hallis’in çalışmalarının yanı sıra, diğer bilim adamları suyun Dünya’nın içinden geri dönüştürülmesinin yollarını araştırdılar. Ohio Eyaletinde yer bilimleri doçenti olan Wendy Panero ve doktora öğrencisi Jeff Pigott, 2014 yılında, Dünya’nın iç kısımlarında su okyanuslarının tamamı ile oluştuğu teorisini öne sürdü. Levha tektoniği yoluyla, su okyanuslara tedarik ediyor. Granat üzerinde çalıştılar ve ringwoodit adı verilen başka bir mineralle birlikte çalışarak suyun Dünya’nın iç kısmına iletilebileceğini keşfettiler – su daha sonra manto malzemesi dolaşırken ortaya çıkacaktı.

Resmi karmaşıklaştıran bu hipotezlerin hiçbiri birbirini dışlamaz. Asteroitler, bazıları Dünya’nın içinden gelebilirken su sağlayabilir. Soru, her birinin ne kadar sağlayacağı ve bunun nasıl bulunacağıdır.

Yani bu gizem, en azından biraz daha uzun süre kalacak.