Dünya suyunu nasıl aldı? Ötegezegen araştırması yeni teorileri gündeme getiriyor

Dünya suyunu nasıl aldı? Ötegezegen araştırması yeni teorileri gündeme getiriyor

Washington DC'de İsrail doğumlu bir bilim insanı tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, Dünya'daki büyük miktardaki su, bilim adamlarının inandığı gibi, buzla dolu asteroitler ve kuyruklu yıldızların ziyaretlerinden değil, kimyasal bir etkileşimden kaynaklanmış olabilir.

Dr. Anat Shahar, "Dünya'nın varlığının erken dönemlerinde, magma okyanusu ile moleküler hidrojen proto-atmosferi arasındaki etkileşimlerin, Dünya'nın su bolluğu ve genel olarak oksitlenmiş hali gibi bazı imza özelliklerine yol açmış olabileceğini gösterdik" dedi. Carnegie Science'ta bir kadrolu bilim insanı ve araştırma geliştirmeden sorumlu vekil.

Shahar'ın araştırması Çarşamba günü Nature'da yayınlandı.

Bilim adamları, Dünya'nın ve diğer kayalık gezegenlerin, yeni oluşan güneşimizi çevreleyen toz ve gaz disklerinden oluştuğu konusunda geniş ölçüde hemfikirdir. Bu diskler etkileşime girdikçe, gezegencikler olarak bilinen daha büyük yığınlar oluşturmaya başladılar. Sonunda Dünya'yı yaratan bebek gezegenimsiler, geniş bir magma okyanusunda eriyene kadar daha sıcak ve daha büyük hale geldiler.

Shahar, "Zamanla, gezegen soğudukça, en yoğun malzeme içe doğru battı ve Dünya'yı üç farklı katmana ayırdı - metalik çekirdek ve kayalık, silikat manto ve kabuk."

Diski oluşturan enkazda muhtemelen su molekülleri olmasına rağmen, bilim adamları suyun yoğunlaşarak sıvı hale gelemeyecek kadar sıcak olduğunu ve bunun yerine buharlaşacağını anladılar. Ayrıca, sıvı hale gelse bile, Dünya'nın bir atmosferi olmadığı, yani herhangi bir sıvı damlacığı uzaya çekileceği varsayılmıştır.

Bebek Dünya'yı simüle etmek

Shahar ve ekibi - California Üniversitesi'nden ortak araştırmacılar - yeni bir modelleme yaklaşımı kullanarak hidrojen atmosferine sahip bir bebek Dünya'yı simüle ettiler. Bu senaryoda, magma okyanusu ve atmosfer etkileşime girerek büyük hidrojen kütlelerinin metalik çekirdeğe hareket etmesi, mantonun oksidasyonu ve büyük miktarlarda su üretimi ile sonuçlanacaktı.

Shahar, "Magma okyanusunu çevreleyen bu hidrojen açısından zengin atmosfer bir battaniye gibi davranıyor." Dedi. "Yeryüzünde halihazırda bulunan ısıyı hapseder ve kaçmasına izin vermez. Gezegen daha sonra magma okyanusu evresinde daha uzun süre kalır ve hidrojen açısından zengin atmosfer ile magma okyanusu arasında kimya gerçekleşir. Dünyamızın tüm ısısından sorumlu olur. su da dahil olmak üzere bugünün özellikleri."

Araştırmasının asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların su getirmediği anlamına gelmediğini, sadece bu açıklamanın artık Dünya'nın mevcut durumunu açıklamak için gerekli olmayacağını söyledi.

Ayrıca bu, insanların yüzeyin yaklaşık 660 kilometre altındaki geçiş bölgesinde, Dünya'nın kendi içinde kilitli kalmış suya erişebilecekleri anlamına da gelmez.

Dünya'nın su kaynakları hakkında "Sahip olduğumuz şey, sahip olduğumuz şeydir ve onunla ilgilenmemiz gerekiyor" dedi. "'Toprakta' ne kadar su olursa olsun, ona ulaşamayız ve onu içmek için kullanamayız."

Shahar, liderliğini üstlendiği disiplinler arası, çok kurumlu Aether projesinin bir parçası olarak iki yıl önce Dünya'nın bir hidrojen diskiyle çevrili olup olamayacağını araştırmaya başladı. Proje, Samanyolu galaksisinin en yaygın gezegenlerinin kimyasal yapısını ortaya çıkarmayı ve uzak dünyalarda yaşam izlerini tespit etmek için bir çerçeve geliştirmeyi amaçlıyor.

Güneş sistemimizin ötesindeki gezegenler olan "ötegezegenler" olarak bilinen şeylerin incelenmesi yalnızca son birkaç on yılda başladı. Shahar, bilim adamlarının bu hidrojen disklerini birçok ötegezegenin etrafında keşfettiklerini ve kendisinin ve ekibinin neden Dünya'da durumun böyle olamayacağını bilmek istediğini söyledi.

Shahar, "Ötegezegen keşifleri, yeni oluşan gezegenlerin ilk birkaç milyon yıllık büyümeleri sırasında moleküler hidrojen, H2 açısından zengin atmosferlerle çevrili olmasının ne kadar yaygın olduğunu bize daha fazla takdir etme olanağı sağladı." "Sonunda, bu hidrojen zarfları dağılır, ancak genç gezegenin bileşimi üzerinde parmak izlerini bırakırlar."

Arka planda kırmızı bir cüce yıldız ile bir su dünyasından görünümün sanatsal izlenimi. (kaynak: Pilar Montañés (@pilar.monro))
Shahar, ekibinin ötegezegenler hakkında öğrendiklerini kullandığını ve Dünya'ya uyguladığını söyledi.

Shahar, "30 yıl öncesine kadar sadece dokuz gezegen olduğunu düşünüyorduk," diye devam etti. "Son birkaç on yılda, güneş sistemimizin dışında, başka yerlerdeki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler bulundu. Gökbilimciler, şimdi gökyüzüne bakarsanız, gördüğünüz hemen hemen her yıldızın yörüngesinde dönen gezegenlere -güneş dışı gezegenler veya ötegezegenler- sahip olabileceğini söylüyor."

"Gökbilimciler, şimdi gökyüzüne bakarsanız, gördüğünüz hemen hemen her yıldızın yörüngesinde dönen gezegenlere sahip olduğunu söylüyor."

Anat Shahar

Daha yakın zamanlarda, Kepler misyonunun ve şimdi de James Webb Uzay Teleskobu'nun lansmanı ile bilim adamları, kütleleri, yarıçapları ve yoğunlukları da dahil olmak üzere bu dış gezegenleri daha iyi anlıyorlar. Ek olarak, birçoğunun çevrelerinde hala bu zengin hidrojen atmosferine sahip olduğunu keşfettiler.

Bu, o gezegenlerde de yaşam olabileceği anlamına mı geliyor?
Shahar, "Hayata sahip olmak için ihtiyacınız olan şeyin sıvı su olduğunu düşünüyoruz," dedi. "Saf kimya kullanarak su yapıp yapamayacağınızı görmek istedik. Zengin bir hidrojen diski ve sıcak bir magma gezegeni ile su yaratabileceğinizi bilmek, bu ötegezegenlerin çoğunda muhtemelen su olduğu anlamına gelir.

"Bunları bir araya getirirseniz - yaşam olması için sıvı suya ihtiyacınız var ve bu gezegenlerde muhtemelen su var - şimdi biyo-imza denilen şeyi, atmosferdeki yaşamın imzasını aramaya başlayabilirsiniz."

Kaynak: Jerusalem Post