Caltech’ten yapılan bir araştırma, erken Dünya’nın sıcak ve kuru malzemelerden oluştuğunu ortaya çıkardı, bu da suyun Dünya’nın oluşumu sırasında geç geldiğini gösteriyor. Bu çalışma, Dünya’nın iç kısmının farklı katmanlarından gelen magmaları kullanarak gezegenin oluşumuna dair benzersiz bilgiler sağladı.
Caltech’ten yapılan yeni bir çalışma, erken Dünya’nın sıcak, kuru malzemelerden oluştuğunu öne sürüyor, bu da suyun Dünya’nın oluşumunda geç geldiğini ima ediyor. Farklı manto katmanlarından ipuçları sunan araştırma, karasal gezegen oluşumu teorilerini etkileyen, yalnızca Dünya’nın son oluşum aşamalarında meydana gelen büyük miktarda uçucu madde ilavesini öne sürüyor.
Milyarlarca yıl önce, genç güneşimizin etrafında dönen dev toz, gaz ve kayalık diskte, daha büyük ve daha büyük cisimler sonunda bugün gördüğümüz gezegenleri, ayları ve asteroitleri ortaya çıkarmak için bir araya geldi. Bilim adamları, ana gezegenimiz de dahil olmak üzere gezegenlerin oluştuğu süreçleri hala anlamaya çalışıyorlar.
Araştırmacıların Dünya’nın nasıl oluştuğunu inceleyebilmelerinin bir yolu, gezegenin iç kısmının derinliklerinden yukarı doğru akan magmaları incelemektir. Bu örneklerden alınan kimyasal imzalar, Dünya’yı oluşturmak için bir araya gelen malzemelerin doğası ve zamanlamasının bir kaydını içerir – fosillerin bize Dünya’nın biyolojik geçmişi hakkında ipuçları vermesine benzer.
Şimdi, Caltech’in yaptığı bir çalışma, erken Dünya’nın sıcak ve kuru maddelerden oluştuğunu gösteriyor; bu da, yaşamın evrimi için çok önemli olan gezegenimizin suyunun, Dünya’nın oluşum tarihinde geç gelmiş olması gerektiğini gösteriyor.
Uluslararası bir araştırmacı ekibinin dahil olduğu çalışma, jeokimya yardımcı doçenti ve Heritage Tıbbi Araştırma Enstitüsü Araştırmacısı Francois Tissot’un laboratuvarlarında gerçekleştirildi; ve Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden Yigang Zhang. Araştırmayı açıklayan bir makale yakın zamanda dergide yayınlandı. Bilim Gelişmeleri. Caltech yüksek lisans öğrencisi Weiyi Liu, makalenin ilk yazarıdır.
İnsanların gezegenimizin içine yolculuk edecek bir yolu olmasa da, yerin derinliklerindeki kayalar doğal olarak lavlar halinde yüzeye çıkabilirler. Bu lavların ana magmaları, yüzeyin yaklaşık 15 kilometre (9 mil) altında başlayan ve yaklaşık 680 kilometre uzanan üst manto gibi Dünya’nın farklı derinliklerinden kaynaklanabilir; veya 680 kilometre (425 mil) derinlikten ayaklarımızın yaklaşık 2.900 kilometre (1.800 mil) altındaki çekirdek-manto sınırına kadar uzanan alt manto.
Bilim adamları, bir pastanın farklı katmanlarını (donma, dolgu, sünger) örneklemek gibi, Dünya’nın katmanlarının farklı “lezzetlerini” anlamak için farklı derinliklerden gelen magmaları inceleyebilirler: içinde bulunan kimyasallar ve bunların birbirlerine göre oranları.
Dünyanın oluşumu anlık olmadığı ve bunun yerine zamanla biriken maddeler içerdiği için, alt mantodan ve üst mantodan alınan örnekler, Dünya’nın birikmesi sırasında zaman içinde neler olduğuna dair farklı ipuçları verir. Yeni çalışmada ekip, erken Dünya’nın temel olarak kuru, kayalık malzemelerden oluştuğunu buldu: gezegenin derinliklerinden gelen kimyasal imzalar, su ve iyot gibi kolayca buharlaşan maddeler olan sözde uçucu maddelerin eksikliğini gösterdi.
Buna karşılık, üst manto örnekleri, alt mantoda bulunanların üç katı olan daha yüksek oranda uçucu madde ortaya çıkardı. Liu, bu kimyasal oranlara dayanarak, Dünya’nın sıcak, kuru, kayalık malzemelerden oluştuğunu ve su da dahil olmak üzere yaşam için gerekli uçucu maddelerin büyük bir miktarının Dünya’nın oluşumunun yalnızca son yüzde 15’inde (veya daha azında) meydana geldiğini gösteren bir model yarattı.
Çalışma, son on yıllarda birkaç paradigma kaymasına uğrayan ve hala şiddetli bilimsel tartışmalarla karakterize edilen bir alan olan gezegen oluşumu teorilerine çok önemli bir katkıdır. Bu bağlamda, yeni çalışma, diğer karasal gezegenlerin yapı taşlarının doğası hakkında önemli tahminlerde bulunuyor – Merkür ve Venüs– benzer şekilde kuru malzemelerden oluşması beklenebilir.
Tissot, “Dış gezegenlere yapılan uzay araştırmaları gerçekten önemli çünkü bir su dünyası muhtemelen dünya dışı yaşamı aramak için en iyi yer” diyor. “Ancak iç güneş sistemi unutulmamalıdır. Yaklaşık 40 yıldır Venüs’ün yüzeyine dokunan bir görev olmadı ve Merkür’ün yüzeyine hiç bir görev yapılmadı. Dünya gibi karasal gezegenlerin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamak için bu dünyaları inceleyebilmemiz gerekiyor.”
Referans: Weiyi Liu, Yigang Zhang, François tarafından “I/Pu, Dünya’yı esasen uçucu-fakir farklılaştırılmış gezegenimsilerden toplanmış olarak ortaya koyuyor”. LH Tissot, Guillaume Avice, Zhilin Ye ve Qing-Zhu Yin, 5 Temmuz 2023, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126/sciadv.adg9213
Liu ve Tissot’a ek olarak, ortak yazarlar Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden Zhang; Guillaume Avice, Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris; Çin Bilimler Akademisi’nden Zhilin Ye; ve California, Davis Üniversitesi’nden Qing-Zhu Yin. Finansman, Çin Bilimler Akademisi, Ulusal Bilim Vakfı, Bilim ve Mühendislik için bir Packard Bursu, Heritage Tıbbi Araştırma Enstitüsü ve Caltech tarafından sağlandı.