Dünya’mızın yüzeyinin yaklaşık %70’i su ile kaplıdır. Bu suyun sıvı fazda var olabilmesi için güneş sistemimizde tam olarak doğru noktada bulunuyoruz. Dünya’mız Güneş’e daha yakınlaşırsa bu su donar, uzaklaşırsa da sıcaklıklar yükselir ve Venüs’ün kavurucu yüzeyinde olana benzer bir kaçak sera etkisi altında oluruz. Bizim çok soğuk ya da çok sıcak olmayan ‘’Goldilocks (Habitable) bölgesi’’ adı verilen pozisyonumuz oldukça iyi bir şey çünkü su olmazsa yaşantımızda olamaz. Ama o su buraya nasıl geldi?
Dünyadaki suyun kaynağını anlamak yaşamın nasıl ve ne zaman geliştiğini anlamanın önemli bir parçasıdır. Ama onun nereden geldiğini tam olarak bilmiyoruz. Bilim insanları bu sorunun peşinde çalışmalarına devam ediyorlar.
Erken Dünya
Gezegen oluşumu ile ilgili şu anki resmimiz proto-gezegen bir disk ile başlıyor. Bu disk, yeni oluşan Güneş’imizin etrafında dönen büyük bir gaz ve toz diskidir. Disk içerisindeki toz ve buz taneleri etkileştikçe, bu taneler daha büyük ve daha büyük kümeler oluşturmaya başlar. En sonunda bu kümeler, kayalık ve dev gezegenlerin yapı taşları olan gezegenesimaller dediğimiz yığınları oluşturur.
Ama Güneş sistemimizin oluşumunun ilk aşamasında, Dünya’mızın şu anki konumda bu disk çok daha sıcaktı. Diski oluşturan kümede büyük olasılıkla su molekülleri bulunsa da, bu sıcaklık suyun yoğunlaşmasına imkan vermiyor ve bunun yerine buharlaşmasına neden oluyordu. Dahası, erken dönemde dünyamız, sıvı su damlacıklarının uzaya uçuşmasını engelleyen bir atmosfere sahip değildi. Bu bizi bir parça bulmacayla baş başa bırakıyor. Tüm bu durumlar çerçevesinde baktığımızda, Dünyadaki okyanuslar nasıl oluştu?
Dünyadaki Suyun Kaynağı Bir Kuyrukluyıldız veya Asteroit mi?
Dünya’daki suyun, Dünya ile birlikte oluşmadığını bilen bilim insanları suyun daha sonraları, dünya dışı taşıyıcılarla gelmiş olduğundan şüpheleniyor. Hem kuyruklu yıldızlar hem de asteroitler Dünya’yı ziyaret eder ve kuyruklu yıldız ve asteroitlerin bileşimlerinin modelleri onların, Dünya’daki okyanuslara eşit miktarda su verebilecek kadar buz barındırdıklarını gösteriyor. Peki sorumuzun cevabını çözdük mü? Pek değil. Dünya’daki suyu getiren bir kuyruklu yıldız mıydı yoksa bir asteroit miydi? Tek bir olay mıydı yoksa çok mu? Ve bu ne kadar önce oldu?
Vesta kaya örnekleri
Bunu anlayabilmenin bir yolu, bu kozmik nesnelerin kimyasal yapılarına bakmak ve hangilerinin daha çok benzediğini görmek için bu yapıyı Dünyadaki veriler ile karşılaştırmaktır.
2014 yılında Science dergisinde yayımlanan bir araştırmada, antik asteroid Vesta’dan Dünya’ya düştüğüne inanılan göktaşları üzerindeki farklı su izotoplarının (değişken sayıda nötron içeren su molekülleri) göreceli miktarlarına bakıldı. Vesta, Asteroid Kuşağı’ndaki en büyük ikinci nesnedir ve çarpışmalarla dolu şiddetli bir geçmişe işaret eden aşırı derecede kraterli bir yüzeye sahiptir. (Asteroid Kuşağı, Mars ve Jüpiter’in yörüngeleri arasında kalan, asteroit yörüngelerinin en yoğun bulunduğu Güneş Sistemi bölgesidir ve Güneş Sistemi’nin oluşumundan kalan toz ve asteroitlerden oluşur.)
Vesta kaya örnekleri, Dünya’da görülen suyun izotop dağılımının aynısına sahipti. Bu sonuç, Vesta’nın suyumuzun kesin kaynağı olduğu anlamına gelmese de, süreçten yaş ve oluşum açısından Vesta’ya benzer nesne veya nesnelerin sorumlu olabileceği anlamına geleceği sonucu çıkarıldı.
Ancak sorumuz hala çözülmekten uzak. Kuyruklu yıldızlarla ilgili araştırmalar, bir süredir Dünya’nın suyunun asteroitlerden geldiği fikrini destekliyor gibiydi. Son Rosetta uzay aracı, bir kuyruklu yıldızın yörüngesine giren ilk ve daha sonra da kuyruklu yıldızın yüzeyine Philae adında bir araç gönderen ilk uzay aracı oldu. Rosetta ve Philae sayesinde bilim insanları, kuyruklu yıldızlardaki ağır suyun normal suya oranın Dünya’dakinden farklı olduğunu keşfettiler, bu da Dünya’daki suyun en fazla %10’unun bir kuyruklu yıldızdan kaynaklanmış olabileceği fikrini öne sürüyor.
Bununla birlikte, 2018’de, 46P/Wirtanen kuyruklu yıldızının yakın geçişi, bilim insanlarına uçan teleskop SOFIA’yı kullanarak izotopik yapısına daha ayrıntılı bir bakış yapmalarını sağladı. Kuyruklu yıldızın, Dünya’da bulunanlara benzer döteryum ve hidrojen oranlarına sahip olduğunu buldular.
Bu kuyruklu yıldızı Rosetta ve Philae tarafından çalışılandan farklı kılan nedir?
46P/Wirtanen kuyruklu yıldızı, ‘’hiperaktif’’ kuyruklu yıldızlar olarak bilinen bir sınıftan gelir, bunun anlamı Güneş’e yaklaştıkça normal bir kuyruklu yıldızdan daha fazla su salıvermeleridir. Standart bir kuyruklu yıldız Güneş’in sıcaklığına yaklaştıkça, çekirdeğindeki buz parçaları süblimleşir veya doğrudan katı buzdan gaza geçerler ve bu daha sonra, örneğin bir gezegenin yüzeyine çarparsa yoğunlaşabilir ve tekrardan sıvı hale geçebilir. Ancak hiperaktif bir kuyruklu yıldız yalnızca çekirdeğindeki buzu değil, aynı zamanda atmosferinde daha önceleri çekirdekten salınmış, ancak yine de etrafta asılı kalan buz bakımından zengin parçacıkları da kaybeder. Bu buzlu parçacıklar, hiperaktif kuyruklu yıldızların izotop oranlarının Dünya’dakilere daha benzer olmasını sağlayan şey olabilir. Bu nedenle, hiperaktif kuyruklu yıldızlar daha nadir olsalar da, Dünya’da görülenlere benzer izotop kaynaklarına sahip olmaları, onları Dünya’nın kozmik su taşıyıcısı konumuna getirebilir.
Bununla birlikte, yakın zamanda Nature dergisinde yayınlanan başka bir çalışma da, suyun Dünya’ya gelişinin, bize uzayda her zaman sadık bir biçimde arkadaşlık eden Ay ile bağlantılı olabileceğini ortaya koyuyor. 2020 yılında yapılan farklı bir araştırmada ise bilim insanları, Dünya’nın oluşumunun ilk aşamalarından beri zaten sulak bir gezegen olduğu öne sürdüler. Bu iddianın temelinde Dünya’nın yapı taşlarıyla benzer bileşime sahip “enstatite” türü meteoritlerin içinde su keşfedilmesi yatıyor. Özetle günümüze kadar yapılan araştırmalara göre hala bu konuda net bir karara varabilmiş durumda değiliz.
Konuk Çevirmen: Başar Tutugan
Göz atmak isterseniz;
Kaynak: How Did Water Get on Earth?; https://www.scientificamerican.com/a
Matematiksel