Dünya’nın ilk oluştuğunda, o kadar sıcaktı ki buz tutamazdı. Bu, gezegenimizdeki tüm suyun dış uzay kaynaklarından geldiği anlamına geliyor. Eski kara kayaların incelemeleri, suyun güneşin oluşumundan sadece 100 milyon yıl sonra, neredeyse “hemen” Dünya’da var olduğuna işaret ediyor. Bu su, 4.5 milyar yıl boyunca sürekli olarak Dünya’nın su döngüsü ile yenilenmiş durumda.
Yeni bir teori, suyun ilk Dünya’ya nasıl geldiğini açıklıyor. Araştırma ekibim, bu yeni teoriyi Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımladı.
Milyonlarca Yıldır Çözülemeyen Bir Gizem
Astrofizikçiler, suyun genç gezegenimize nasıl ulaştığı sorusuyla onlarca yıldır boğuşuyor. İlk hipotezlerden biri, Dünya’daki suyun, gezegenin oluşumunun doğrudan bir yan ürünü olduğu ve magma yoluyla volkanik patlamalarda su buharı olarak serbest kaldığıydı.
Ancak 1990’larda, Dünya’nın su kompozisyonunun analizi ve buzlu kuyruklu yıldızların rolünün keşfiyle bu hipotez değişti. Kuyruklu yıldızlar, buz ve kaya karışımı olan ve güneş sistemi dışında oluşan gök cisimleridir. Güneşe yakınlaştıklarında ise bu cisimler toz ve gaz kuyrukları oluşturarak Dünya’dan görünür hale gelirler. Asteroitler, Mars ile Jüpiter arasında yer alan asteroit kuşağında bulunur ve Dünya’nın su kaynaklarının bir diğer olası kaynağı olarak öne sürülmüştür.
Kuyruklu yıldızlar ve asteroitlerin kayaçlarının incelemeleri, anahtar veriler sağlamıştır. D/H oranı, yani ağır hidrojen (döteryum) ile standart hidrojenin oranı incelendiğinde, Dünya’nın suyunun “karbonlu” asteroitler ile daha yakın bir benzerlik gösterdiği bulunmuştur. Bu, araştırmaların bu asteroitler üzerine yoğunlaşmasını sağlamıştır.
Son araştırmalar, bu su açısından zengin asteroitlerin erken Dünya’ya nasıl ulaştığına dair gök cismi mekanizmalarını araştırmaktadır. Birçok teori, planetesimallerin (büyük, buzlu cisimler) yer değiştirmesini ve Dünya’ya doğru hareket etmelerini öne sürmektedir. Bu tür olaylar, gravitasyonel bilardo süreci gerektiriyor ve bu da güneş sisteminin karmaşık bir tarihine işaret ediyor.
Daha Basit Bir Hipotez
Ben, asteroitlerin buzlu olarak ortaya çıktığını varsayarak başladım. Bu cisimler, protoplanetary disk adı verilen devasa, hidrojen açısından zengin bir diskten oluşur ve burada gezegenler ile ilk asteroit kuşakları şekillenir. Bu disk, tüm gezegen sistemini sarar. Disk birkaç milyon yıl sonra dağılınca, asteroitler ısınır ve buzları sublimleşir. Uzayda, basınç neredeyse sıfır olduğu için bu su, buhar formunda kalır.
Buhar halindeki su, güneş etrafında dönen asteroit kuşağında birikerek, iç gezegenlere doğru yayılır ve bu gezegenler sanki bir “banyo” gibi bu su buharına maruz kalır. Bu, Dünya’nın da dahil olduğu iç gezegenleri “sular.” Bu süreç, Güneş’in yoğunluğunun arttığı bir dönemde, yani Güneş’in parlaklığının 20-30 milyon yıl sonra dramatik bir şekilde arttığı dönemde meydana gelir.
Dünya suyu, gezegenin yerçekimi tarafından yakalandığında, su buharı kondanse olup yağmur olarak geri dönüp yüzeye iner. Bu, su döngüsü olarak bilinir.
Bu yeni model, Dünya’nın okyanuslarını, göllerini ve derinlerdeki suyu anlamak için gerekli olan su miktarını başarıyla açıklıyor. Ayrıca, D/H oranı suyu üzerinde yapılan ölçümlerle uyum sağlıyor.
Modeli Geliştirmek
Bu teori, özellikle ALMA teleskobu ile yapılan gözlemlerle şekillendi. ALMA, Şili’de beş kilometre yükseklikteki bir platosunda bulunan 60 antenli bir radyo teleskobu ağıdır. Bu teleskop, Kuiper Kuşağı’na benzer genç yıldız sistemlerinde yapılan gözlemlerle, asteroit kuşaklarındaki cisimlerin nasıl buharlaştığını ortaya koydu.
Hayabusa 2 ve OSIRIS-REx misyonları, asteroitlerde su izleri keşfederek bu hipotezi doğruladı. Geliştirilen sayısal simülasyonlar, su buharının gezegenler tarafından nasıl yakalandığını gösterdi. Bu simülasyonlar, Dünya’daki suyu açıklamak için gereken miktarı doğruladı.
Bu modelin test edilmesi, daha geniş bir ölçekte yapılmalıdır. ALMA teleskobu, su buharı disklerinin varlığını tespit etmek için mükemmel bir araçtır. Bu, suyun nereden geldiğini ve gezegenlere nasıl su verildiğini tam olarak anlamamız için yeni bir çağın başlangıcı olabilir!
