Dört buçuk milyar yıl önce güneş sisteminin oluşumundan bu yana uzayda dolaşan erimiş göktaşlarını analiz eden yeni bir araştırmaya göre, Dünya’nın suyu erimiş göktaşlarından gelmiyordu. Bu göktaşları, dış veya iç güneş sistemindeki kökenlerine bakılmaksızın, son derece düşük su içeriğine sahipti ve onları Dünya’nın birincil su kaynağı olarak kabul etmiyordu. Ekteki resimde kesikli beyaz çizgi, dış güneş sisteminden iç güneş sistemine malzeme taşınmasını gösteren dış güneş sistemi ile olan sınırdır. Kaynak: Çizim: Jack Cook, ©Woods Hole Oşinografi Enstitüsü
Dünya’nın suyu nereden geldi? Bilim adamlarına göre erimiş göktaşları değil.
Woods Hole Oşinografi Enstitüsü, göllerimizin, nehirlerimizin ve okyanuslarımızın dünya dışı kökenlerine ilişkin yeni bilgiler sunan ortak bir çalışmanın parçası.
Dünya yüzeyinin %71’ini su oluşturuyor, ancak hiç kimse bu kadar büyük miktarlarda suyun Dünya’ya nasıl ve ne zaman geldiğini bilmiyor.
15 Mart’ta Nature dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, bilim adamlarını şu soruyu yanıtlamaya bir adım daha yaklaştırıyor: soru. Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nde (WHOI) Jeoloji ve Jeofizik yardımcı bilim adamı Sune Nielsen, dört buçuk milyar yıl önce güneş sisteminin oluşumundan bu yana uzayda yüzen erimiş göktaşlarını analiz eden çalışmanın ortak yazarıdır. Araştırmacılar, bu meteorların son derece düşük su içeriğine sahip olduğunu keşfettiler – aslında, şimdiye kadar ölçülen en kuru dünya dışı maddeler arasındaydılar. Araştırmacıların onları Dünya’nın birincil su kaynağı olarak ekarte etmesine izin veren bu sonuçların, diğer gezegenlerde su ve yaşam arayışı için önemli etkileri olabilir. Ayrıca, araştırmacıların Dünya’yı yaşanabilir bir gezegen yapmak için hizalanan olası olmayan koşulları anlamalarına yardımcı olur.
Araştırma, Carnegie Enstitüsü’nden ek ortak yazarlarla birlikte Maryland Üniversitesi (UMD) Jeoloji Bölümü Yardımcı Doçenti Megan Newcombe tarafından yürütülmüştür. Bilim.
“Gezegenimizin nasıl su elde etmeyi başardığını anlamak istedik çünkü bu tamamen açık değil,” dedi Newcombe. “Küçük ve nispeten Güneş’e yakın olan bir gezegende su elde etmek ve yüzey okyanuslarına sahip olmak zorlu bir iştir”
Araştırma ekibi, Dünya’ya milyarlarca yıl sonra parçalandıktan sonra düşen yedi erimiş veya akondrit göktaşını analiz etti. en az beş gezegenimsi – güneş sistemimizdeki gezegenleri oluşturmak için çarpışan nesneler. Erime olarak bilinen bir süreçte, bu küçük gezegenciklerin çoğu, erken güneş sistemi tarihindeki radyoaktif elementlerin bozunmasıyla ısınarak kabuk, manto ve çekirdek içeren katmanlara ayrılmalarına neden oldu.
Çünkü bunlar göktaşları Dünya’ya daha yeni düştü, bu deney kimsenin su içeriğini ölçtüğü ilk seferdi. UMD jeoloji yüksek lisans öğrencisi Liam Peterson, magnezyum, demir, kalsiyum ve silikon düzeylerini ölçmek için bir elektron mikroprobu kullandı, ardından Carnegie Bilim Enstitüsü’nün Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı’nda ikincil bir iyon kütle spektrometresi aletiyle su içeriklerini ölçmek için Newcombe’a katıldı.
“Aşırı kuru malzemelerdeki suyu analiz etmenin zorluğu, numunenin yüzeyindeki veya ölçüm cihazının içindeki herhangi bir karasal suyun kolayca tespit edilebilmesi ve sonuçları bozabilmesidir” dedi. Carnegie Bilim Enstitüsü.
Araştırmacılar, kontaminasyonu azaltmak için önce numunelerini yüzey suyunu gidermek üzere düşük sıcaklıkta vakumlu bir fırında pişirdiler. Numunelerin ikincil iyon kütle spektrometresinde analiz edilebilmesi için numunelerin bir kez daha kurutulması gerekiyordu.
“Daha fazla bilgi için numuneleri gerçekten yüksek kaliteli bir vakum olan bir turbo pompanın altında bırakmak zorunda kaldım. Newcombe, “Karasal suyu yeterince çekmek için bir aydan fazla zaman geçti,” dedi.
Göktaşı örneklerinin bazıları, Dünya’nın bulunduğu ve koşulların genellikle sıcak ve kuru olduğu varsayılan iç güneş sisteminden geldi. Diğer, daha nadir örnekler gezegen sistemimizin daha soğuk, daha buzlu dış alanlarından geldi. Genel olarak suyun Dünya’ya dış güneş sisteminden geldiği düşünülürken, bu suyu güneş sistemi boyunca ne tür nesnelerin taşımış olabileceği henüz belirlenemedi.
“Dış güneş sisteminde bol miktarda güneş olduğunu biliyorduk. WHOI’den Nielsen, sistem nesneleri farklılaştırıldı, ancak dış güneş sisteminden geldikleri için aynı zamanda çok fazla su içermeleri gerektiği dolaylı olarak varsayıldı,” dedi. “Makalemiz bunun kesinlikle böyle olmadığını gösteriyor. Göktaşları eridiği anda, esasen geriye su kalmaz.”
Akondrit göktaşı örneklerini analiz ettikten sonra, araştırmacılar, kütlelerinin iki milyonda birinden daha azını suyun oluşturduğunu keşfettiler. Karşılaştırma için, karbonlu kondrit adı verilen bir grup olan en ıslak göktaşları, ağırlıkça yaklaşık %20’ye kadar veya Newcombe ve ortak yazarlar tarafından incelenen göktaşı örneklerinden 100.000 kat daha fazla su içerir.
Bu, gezegenciklerin ısınması ve erimesi, bu gezegenciklerin güneş sisteminde nereden geldiklerine ve ne kadar suyla başladıklarına bakılmaksızın, neredeyse tamamen su kaybına yol açar. Newcombe ve ortak yazarlar, popüler inanışın aksine, tüm dış güneş sistemi nesnelerinin su açısından zengin olmadığını keşfettiler. Bu, onların suyun Dünya’ya büyük olasılıkla erimemiş veya kondritik göktaşları yoluyla taşındığı sonucuna varmalarına yol açtı.
Newcombe, bulgularının jeolojinin ötesinde uygulamalara sahip olduğunu söyledi. Pek çok disiplinden bilim insanı ve özellikle ötegezegen araştırmacıları, yaşamla olan derin bağları nedeniyle Dünya’nın suyunun kökeniyle ilgileniyor.
“Su, yaşamın gelişebilmesi için bir bileşen olarak kabul edilir, yani Newcombe, evrene bakıyoruz ve tüm bu dış gezegenleri buluyoruz, bu gezegen sistemlerinden hangilerinin yaşam için potansiyel ev sahibi olabileceğini bulmaya başlıyoruz” dedi. “Bu diğer güneş sistemlerini anlayabilmek için kendi güneş sistemlerimizi anlamak istiyoruz.”
Referans: “Erken oluşan küçük gezegenciklerin gazının alınması Dünya’ya su dağıtımını kısıtladı” yazan M. E. Newcombe, S. G. Nielsen, L. D. Peterson, J. Wang, C. M. O’D. Alexander, A. R. Sarafian, K. Shimizu, L. R. Nittler ve A. J. Irving, 15 Mart 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-05721-5
Bu araştırma, NASA (Ödül No. 80NSSC20K0336 ve 80NSSC22K0043) ve bir Carnegie Bilim Enstitüsü doktora sonrası bursu tarafından desteklenmektedir. Bu hikaye, bu kuruluşların görüşlerini yansıtmak zorunda değildir.