Caltech tarafından yapılan bir araştırma, Dünya’nın ilk zamanlarının 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’in yaptığı yeni bir çalışma, Dünya’nın ilk zamanlarının sıcak, kuru malzemelerden oluştuğunu öne sürüyor ve bu da suyun Dünya’nın oluşumuna geç geldiğini ima ediyor. Farklı manto katmanlarından ipuçları sunan araştırma, büyük miktarda uçucu madde ilavesinin yalnızca Dünya’nın son oluşum aşamalarında gerçekleştiğini ve bunun da karasal gezegen oluşumu teorilerini etkilediğini öne sürüyor.
Milyarlarca yıl önce, genç güneşimizin yörüngesinde dönen dev toz, gaz ve kayalık malzeme diskinde, daha büyük ve daha büyük cisimler sonunda bugün gördüğümüz gezegenleri, ayları ve asteroitleri meydana getirmek için bir araya geldi. Bilim adamları, ana gezegenimiz de dahil olmak üzere gezegenlerin oluştuğu süreçleri hâlâ anlamaya çalışıyorlar.
Araştırmacıların Dünya’nın nasıl oluştuğunu inceleyebilmelerinin bir yolu, gezegenin iç kısmının derinliklerinden yukarı doğru akan magmaları incelemektir. Bu örneklerdeki kimyasal imzalar, Dünya’yı oluşturmak için bir araya gelen malzemelerin doğası ve zamanlamasının bir kaydını içerir; bu, fosillerin bize Dünya’nın biyolojik geçmişi hakkında ipuçları vermesine benzer.
Şimdi, Caltech tarafından yapılan bir araştırma, Dünya’nın ilk zamanlarının sıcak ve kuru malzemelerden oluştuğunu gösteriyor. jeokimya yardımcı doçenti ve Heritage Tıbbi Araştırma Enstitüsü Araştırmacısı François Tissot’un laboratuvarları; ve Çin Bilimler Akademisi Üniversitesi’nden Yigang Zhang. Araştırmayı açıklayan bir makale yakın zamanda Science Advances dergisinde yayınlandı. Caltech lisansüstü öğrencisi Weiyi Liu, makalenin ilk yazarıdır.
İnsanların gezegenimizin içine yolculuk edecek bir yolu olmasa da, yerin derinliklerindeki kayalar doğal olarak lavlar halinde yüzeye çıkabilir. 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.
Bir pastanın farklı katmanlarını (donma, dolgu, sünger) örneklemek gibi, bilim adamları Dünya’nın katmanlarının farklı “lezzetlerini”, yani içinde bulunan kimyasalları ve birbirlerine göre oranlarını anlamak için farklı derinliklerden gelen magmaları inceleyebilirler.
Dünya’nın oluşumu bir anda gerçekleşmediği ve bunun yerine zamanla biriken maddeler içerdiğinden, 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 esas olarak kuru, kayalık malzemelerden oluştuğunu buldu: Gezegenin derinliklerinden gelen kimyasal imzalar, su ve iyot gibi kolayca buharlaşan maddeler olan uçucu maddelerde eksiklik olduğunu gösterdi.
Buna karşılık, üst manto örnekleri daha yüksek oranda uçucu madde ortaya çıkardı; bu, alt mantoda bulunanların üç katıdır. Liu, bu kimyasal oranlara dayanarak, Dünya’nın sıcak, kuru, kayalık malzemelerden oluştuğunu ve su da dahil olmak üzere yaşam için gerekli uçucu maddelerin önemli bir kısmının Dünya’nın oluşumunun yalnızca son yüzde 15’i (veya daha azı) sırasında meydana geldiğini gösteren bir model oluşturdu.
Çalışma, son on yıllarda birkaç paradigma değişikliğinden geçen ve hâlâ hararetli bilimsel tartışmalarla karakterize edilen bir alan olan gezegen oluşumu teorilerine çok önemli bir katkı sağlıyor. Bu bağlamda yeni çalışma, benzer şekilde kuru malzemelerden oluşması beklenen diğer karasal gezegenlerin (Merkür ve Venüs) yapı taşlarının doğası hakkında önemli tahminlerde bulunuyor.
Tissot, “Dış gezegenlere yapılan uzay araştırmaları gerçekten önemli çünkü 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 olmadı. Dünya gibi karasal gezegenlerin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamak için bu dünyaları inceleyebilmemiz gerekiyor.”
Referans: “I/Pu, Dünya’nın esasen uçucu-fakir farklılaşmış gezegenciklerden toplandığını ortaya koyuyor”, yazan Weiyi Liu, Yigang Zhang, François. L. H. Tissot, Guillaume Avice, Zhilin Ye ve Qing-Zhu Yin, 5 Temmuz 2023, Science Advances.
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.