Su Dünyaya Nasıl Geldi?

Gezegenimiz Dünya’nın yaklaşık %70’i sularla kaplıdır. Dünyamızda bu sıvı hâldeki suyun var olması için Güneş’e tam da olması gereken uzaklıkta bulunuyoruz. Bu uzaklığın biraz fazla olması hâlinde su donacak, biraz az olması hâlinde ise gezegenin sıcaklığı çok fazla artacak ve Venüs’ün kavurucu yüzeyindekine benzer bir sera etkisi tehlikesi altında olacaktık. Ne çok soğuk, ne çok sıcak konum canlılar için oldukça faydalıdır çünkü su -elbette- yaşamın devamlılığı için gereklidir.

Peki su gezegenimize nasıl geldi? Suyun bulunması gezegenimizin ayırıcı bir özelliği ve bu durum, günlük hayatımızı devam ettirmede kritik bir rol oynuyor. Suyun Dünya’ya nasıl geldiğini anlamak, buradaki hayatın nasıl ve ne zaman meydana geldiğini anlama noktasında da anahtar bir öneme sahip. Fakat suyun buraya nasıl geldiğini bile bilmiyoruz. Bilim insanları hâlâ aktif bir şekilde gezegenimizin suya nasıl kavuştuğunu araştırıyor.

Erken Dünya

Gezegen oluşumuna dair şu anki resmimiz bir öngezegensel disk ile başlıyor – Bu, yeni oluşmuş Güneş’imizin etrafında dönen büyük bir gaz ve toz diski. Diskteki toz ve buz taneleri kendileri ile etkileşime girdiğinde, bu taneler daha büyük ve daha büyük öbekler oluşturmaya başlar. Sonunda bu öbekler gezegencik denilen şeyleri, yani kayalık ve dev gezegenlerin yapıtaşlarını oluştururlar.

Ancak Güneş sistemimizin oluşumunun erken döneminde, bu disk şu an Dünya’mızın bulunduğu konumdayken çok daha sıcaktı. Bu yüzden, diski oluşturan taş yığınında büyük olasılıkla su molekülleri mevcut olsa da, sıcaklık suyun sıvı hâle geçmesi için fazla yüksekti ve bunun yerine buharlaşmasına neden oldu. Dahası, erken Dünya henüz hiçbir su damlasının uzaya salınmasına olanak sağlayacak bir atmosfere sahip değildi. Bu bize bir bilmece bırakıyor. Eğer Dünya’nın bir diskten okyanuslarıyla beraber oluşması olanaksızsa, su buraya nasıl geldi?

Kuyruklu Yıldızlar ve Asteroitler

Eğer Dünya’daki su Dünya ile birlikte oluşmadıysa, o zaman, gezegen bilimcilerin şüphelendiği gibi, daha sonra Dünya dışı başka kanallarla taşınmış olmalı. Hem asteroitler hem de kuyruklu yıldızlar Dünya’ya uğrar ve içlerinde buz barındırdıkları bilinmektedir. Aslında, asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların içerik modelleri, ikisinin de Dünya’daki okyanuslara eşit miktarda su taşıyacak kadar buz ihtiva ettiklerini öngörmektedir.

Dünya’ya suyu ulaştıran bir kuyruklu yıldız mı yoksa bir asteroit mi? Tek bir olayla mı oldu yoksa birçok mu? Ve bu ne kadar zaman önce oldu?

Peki, problem çözüldü mü? Dünya’ya suyu ulaştıran bir kuyruklu yıldız mı yoksa bir asteroit mi? Tek bir olayla mı oldu yoksa birçok mu? Ve bu ne kadar zaman önce oldu?

Okyanuslarımızı oluşturan şeyin bir asteroit mi yoksa bir kuyruklu yıldız mı olduğunu anlamanın bir yolu bu kozmik objelerin kimyasal yapılarına bakmak ve bu yapıyı Dünya ile kıyaslamaktır. Örneğin, bir su molekülü her zaman 10 protona sahiptir (oksijen molekülünden 8 ve her bir hidrojen molekülünden bir tane) ve genellikle 8 nötronu vardır (yalnızca oksijen molekülünden). Ancak suyun farklı izotopları ekstra nötron içerebilir. Örneğin ağır su, oksijenden ve hidrojen izotopu olan döteryumdan veya sadece ilave bir nötron içeren hidrojenden oluşan sudur.

2014 yılında Science dergisinde yayımlanan bir çalışmada, antik asteroit Vesta’dan Dünya’ya düştüğü düşünülen meteorlar üzerinde, suyun farklı izotoplarının (değişen sayıda nötron içeren su molekülleri) göreceli miktarları incelendi. Vesta, Asteroit Kuşağı’ndaki ikinci en büyük nesne ve önceden geçirdiği şiddetli çarpışmalara işaret eden yoğun kraterli bir yüzeye sahip.

Vesta kayaç örnekleri Dünya’da görülen izotoplar ile aynı dağılıma sahipti. Elbette bu, Vesta’nın suyumuzun mutlak kaynağı olduğu anlamına gelmiyor ancak yaş ve içerik yönünden Vesta’ya benzer bir nesnenin veya nesnelerin aradığımız kaynak(lar) olabileceği anlamına geliyor.

Ancak bu düğüm, çözümlenmekten hâlâ çok uzak. Kuyruklu yıldız çalışmaları bir süreliğine, suyun Dünya’ya asteroitlerden geldiği fikrini destekliyor gibiydi. Son Rosetta uzay aracı, bir kuyruklu yıldızın yörüngesine giren ve daha sonra kuyruklu yıldızın yüzeyine bir uzay aracı (Philae adı verilen) gönderen ilk uzay aracıydı. Rosetta ve Philae sayesinde bilim adamları kuyruklu yıldızlardaki ağır suyun (döteryumdan yapılan su) “normal” suya (normal eski hidrojenden yapılan) oranının Dünya’daki orandan farklı olduğunu keşfettiler. Bu ise Dünya’daki suyun en fazla % 10’unun bir kuyruklu yıldızdan geldiği fikrini destekliyor.

Bununla birlikte, 2018’de, 46P / Wirtanen kuyruklu yıldızının yakın bir geçişi, gezegen bilimcilerinin teleskoplu bir jumbo jet olan SOFIA’yı kullanarak izotopik yapısına dair daha ayrıntılı bir görünüm elde etmelerini sağladı. Kuyruklu yıldızın Dünya’dakine benzer döteryum ve hidrojen oranlarına sahip olduğunu buldular. Peki, bu kuyruklu yıldızın Rosetta ve Philae tarafından çalışılandan farkı nedir?

46P/Wirtanen kuyruklu yıldızı, “hiperaktif” kuyruklu yıldızlar olarak bilinen bir sınıftan gelir, yani Güneş’e yaklaştıkça normal bir kuyruklu yıldızdan daha fazla su salgılarlar. Peki bunu nasıl yapıyorlar? Standart bir kuyruklu yıldız Güneş’in sıcağına yaklaşırken, çekirdeğinden gelen buz parçacıkları süblimleşmeye uğrar ya da doğrudan katı buzdan gaza dönüşür –ki bu bu da daha sonra sıvı hâle yoğunlaşabilir- ve böylelikle bir gezegenin yüzeyine taşınması mümkün olur. Ancak hiperaktif bir kuyruklu yıldız, yalnızca çekirdeğindeki buzu değil aynı zamanda atmosferinde buzdan zengin parçacıkları da (daha önce çekirdek tarafından ısıtılıp ve serbest bırakılmış fakat hâlâ kuyruklu yıldızın bir parçası olan) kaybeder. Belki bu buzlu parçacıklar, hiperaktif kuyruklu yıldızların Dünya’dakine benzer izotop oranlarına sahip olmasını sağlayan şey olabilir.

Bu nedenle, hiperaktif kuyruklu yıldızlar daha nadir olsa da, Dünya’da görülenlere benzer izotop oranlarına sahip oldukları gerçeği, onları Dünya’nın kozmik su taşıyıcısı olarak ele almamızı sağlıyor.

Su Dünya’ya Ay ile mi Geldi?

Vesta araştırmasında, bilim adamları asteroit örneklerinin aynı zamanda karbonlu kondritler (Güneş sistemimizin tarihinin en eski zamanlarına ait ilkel meteroitler) ile aynı izotopik parmak izine sahip olduğunu buldular. Bu benzerlik, suyun, Dünya’nın ilk oluşumundan yüz milyonlarca yıl sonra olan büyük bir çarpışma yoluyla gelmesi gerektiği fikrine karşı çıktı ve bunun yerine suyun gezegenimize çok daha önce (yaklaşık 14 milyon yıl) gelmiş olabileceği düşüncesini doğurdu.

Bununla birlikte, Nature dergisinde yakın zamanda yayımlanan diğer bulgular, Dünya’nın suya kavuşmasını sağlayan olayın, bize uzaydaki eski sadık arkadaşımızı (Ay)  veren olayla aynı olabileceğini ve bu yüzden güneş sistemimizin tarihinde çok sonra gerçekleşmiş olabileceğini gösteriyor.

ABD Jeolojik Araştırmalar, diğer bir deyişle Dünya’nın çevresini ve kaynaklarımızı inceleyen bir grup bilim adamından oluşan bir çalışma grubu olan USGS’e göre,

Dünya’daki tüm suyu bir araya toplarsanız, su balonu 860 mil/yaklaşık 1,385 kilometre çapında olurdu.

Ancak, okyanuslardaki tuzlu su ve bizim için erişilemeyecek kadar derin olan tatlı su dahil sahip olduğumuz tüm su budur. Göllerdeki ve nehirlerdeki tüm tatlı suyu tutan balon – her gün kullandığımız şeyler – sadece 35 mil (veya yaklaşık 56 kilometre) çapındadır. Bu kadar! Sahip olduğumuz tek şey bu. En iyisi, bu inanılmaz derecede önemli kaynağı muhafaza etmek için elimizden geleni yapalım.

Bilimle kalın.

^[1]https://www.tekyolbilim.com/su-dunyaya-nasil-geldi/

Kaynak: https://www.quickanddirtytips.com/education/science/earth-water