Dünyadaki uçucu maddelerin çoğu Jüpiter’in ötesinden geldi. Kredi: Imperial College London/NASA
Imperial College London araştırmacıları, meteoritlerin analizi yoluyla, bazıları yaşamın yapı taşlarını oluşturan, Dünya’daki uçucu kimyasalların olası uzak kökenini keşfettiler.
Araştırmacılar, Dünya’nın uçucu çinko elementi arzının yaklaşık %50’sinin, Jüpiter, Satürn ve Uranüs gibi gezegenleri kapsayan asteroit kuşağının ötesinde, dış Güneş Sisteminden kaynaklanan asteroitlerden geldiğini buldular. Bu malzemenin, su gibi diğer önemli uçucuları da sağladığına inanılmaktadır.
Uçucular, nispeten düşük sıcaklıklarda katı veya sıvıdan gaz haline kolaylıkla geçiş yapan elementler veya bileşiklerdir. Suyun yanı sıra canlı organizmalarda en sık görülen altı elementi içerirler. Bu nedenle, bu malzemenin eklenmesi, Dünya’da yaşamın ortaya çıkması için önemli olacaktır.
Bundan önce, araştırmacılar, Dünya’daki uçucu maddelerin çoğunun Dünya’ya yakın bir yerde oluşan asteroitlerden geldiğini düşünüyorlardı. Bulgular, Dünya’nın yaşamı sürdürmek için gereken özel koşulları barındırmaya nasıl geldiğine dair önemli ipuçları veriyor.
Mavi gezegen: Bulgular, Dünya suyunun kökeni hakkında ipuçları veriyor.
{5 }
Imperial College London Yer Bilimleri ve Mühendisliği Bölümü’nden kıdemli yazar Profesör Mark Rehkämper şunları söyledi: “Verilerimiz, Dünya’nın çinko envanterinin yaklaşık yarısının, Jüpiter’in yörüngesinin ötesinde, dış Güneş Sisteminden gelen malzemeler tarafından sağlandığını gösteriyor. Erken Güneş Sistemi gelişiminin mevcut modellerine göre, bu tamamen beklenmedik bir durumdu.”
Önceki araştırmalar, Dünya’nın neredeyse tamamen Güneş Sistemi’nin iç malzemesinden oluştuğunu öne sürdü ve araştırmacılar, Dünya’nın uçucu kimyasallarının baskın kaynağının bu olduğu sonucuna vardı. Buna karşılık yeni bulgular, dış Güneş Sisteminin daha önce düşünülenden daha büyük bir rol oynadığını gösteriyor.
Profesör Rehkämper şunları ekledi: “Güneş Sistemi dışındaki malzemelerin bu katkısı, Dünya’nın uçucu kimyasalların envanterinin oluşturulmasında hayati bir rol oynadı. Dış Güneş Sistemi malzemesinin katkısı olmasaydı, Dünya bugün bildiğimizden çok daha az miktarda uçucu maddeye sahip olacakmış gibi görünüyor; bu da onu daha kuru hale getiriyor ve potansiyel olarak yaşamı besleyip sürdüremez hale getiriyor.”
Bulgular yakın zamanda Science dergisinde yayınlandı.
Araştırmacılar, araştırmayı yürütmek için farklı kökenlere sahip 18 göktaşını incelediler – on bir tanesi karbonsuz göktaşı olarak bilinen iç Güneş Sisteminden ve yedisi dış Güneş Sisteminden karbonlu göktaşları olarak.
Artık, Dünya’nın yaşamı sürdüren benzersiz su bolluğunu anlamaya daha yakınız.
Her göktaşı için göreli bolluğu ölçtüler çinkonun beş farklı formunun – veya izotoplarının -. Daha sonra, bu malzemelerin her birinin Dünya’nın çinko envanterine ne kadar katkıda bulunduğunu tahmin etmek için her bir izotopik parmak izini Dünya örnekleriyle karşılaştırdılar. Sonuçlar, Dünya’nın kütlesinin yalnızca yüzde onunu karbonlu cisimlerden oluşturduğunu, ancak bu malzemenin Dünya’nın çinkosunun yaklaşık yarısını sağladığını gösteriyor.
Araştırmacılar, yüksek konsantrasyonda çinko ve diğer uçucu bileşenler içeren malzemenin ayrıca suda nispeten bol olması muhtemeldir ve bu da Dünya’daki suyun kökeni hakkında ipuçları verir.
Makalenin ilk yazarı Yer Bilimleri ve Mühendisliği Bölümü’nde doktora adayı olan Rayssa Martins şunları söyledi: “Uzun zamandır Dünya’ya bir miktar karbonlu madde eklendiği biliniyor, ancak bulgularımız bu malzemenin, bazıları yaşamın gelişmesi için gerekli olan uçucu elementler bütçemizi oluşturmada önemli bir rol oynadığını gösteriyor.”
Sonra, Araştırmacılar, kurumadan önce 4.1 ila 3 milyar yıl önce su barındıran Mars’tan ve Ay’dan gelen kayaları analiz edecekler. Profesör Rehkämper şunları söyledi: “Yaygın olarak kabul edilen teori, Ay’ın yaklaşık 4,5 milyar yıl önce büyük bir asteroitin embriyonik bir Dünya’ya çarpmasıyla oluştuğu yönündedir. Ay kayalarındaki çinko izotoplarını analiz etmek, bu hipotezi test etmemize ve çarpışan asteroitin su da dahil olmak üzere uçucuların Dünya’ya taşınmasında önemli bir rol oynayıp oynamadığını belirlememize yardımcı olacaktır.”
Referans: “Çinkodaki nükleosentetik izotop anomalileri Meteoritler, Dünya’nın uçucularının kökenini sınırlıyor” yazan Rayssa Martins, Sven Kuthning, Barry J. Coles, Katharina Kreissig ve Mark Rehkämper, 26 Ocak 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.abn1021{4 }
Çalışma Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC – UKRI’nin bir parçası) tarafından finanse edildi ve Rayssa Martins, Imperial College London Presidents’ Ph.D. burs.