Dünya suyunu nereden aldı? Laboratuvar deneyleri cevaplıyor

Yeni bir araştırmaya göre, su sadece kuyruklu yıldızlar ve asteroitler tarafından gezegenlere taşınmıyor; gezegenler oluşurken de doğal olarak ortaya çıkabiliyor.

Dünya’daki suyun kökeni üzerine tartışmalar

On yıllardır bilim insanları, Dünya’daki suyun kaynağını tartışıyor. Geleneksel bir teori, suyun gezegen oluştuktan sonra dış Güneş Sistemi’nden gelen buzlu cisimlerle taşındığını öne sürüyor. Alternatif bir teori ise Dünya’nın ham maddelerinin zaten su üretmeye yetecek bileşenleri içerdiğini savunuyor. Ancak bugüne kadar bu ikinci hipotez, gerçekçi laboratuvar koşullarında test edilmemişti.

Laboratuvarda genç bir gezegenin ateşi yeniden yaratıldı

Araştırmacılar, genç bir gezegenin erken evresini taklit eden yüksek basınç ve sıcaklık koşullarında deneyler gerçekleştirdi. Bu deneyler, gezegenin eriyik kayaları ile hidrojen gazının etkileşime girdiği aşırı ortamı yeniden oluşturdu. Sonuçlar, gezegen oluşumunun erken evrelerinde sıvı suyun doğal olarak oluşabileceğini gösterdi.

Yeni bulgular ve önemi

30 Ekim’de Nature dergisinde yayımlanan çalışma, gezegen bilimiyle ilgili uzun süredir cevaplanmamış bir soruya taze bir bakış açısı getiriyor ve evrende yaşama elverişli suyun ortaya çıkabileceği yerleri genişletiyor.

“Bu çalışma, suyun gezegen oluşumunun doğal bir sonucu olarak bol miktarda üretilebileceğini gösteriyor,” diyor araştırmayı yöneten Carnegie Institution for Science’tan Anat Shahar. “Bu, yaşam barındırma potansiyeline sahip uzak dünyaları arayışımızı düşünme şeklimizde büyük bir ilerleme anlamına geliyor.”

Alt-Neptünler ve su üretimi

Samanyolu’nda şimdiye kadar keşfedilen 6.000’den fazla ötegezegen arasında, Dünya’dan büyük ama Neptün’den küçük olan Alt-Neptünler en yaygın tür. Güneş Sistemi’nde böyle bir gezegen olmasa da bilim insanları, bu dünyaların kalın, hidrojen açısından zengin atmosferlerle çevrili kayalık iç yapıya sahip olduğunu düşünüyor. Bu özellik, suyun gezegenin erken evrelerinde nasıl oluşabileceğini test etmek için ideal bir model oluşturuyor.

Laboratuvarda mini Alt-Neptün

Shahar ve ekibi, laboratuvarda bir Alt-Neptün’ün küçük bir modelini kurdu. “Diamond anvil cell” adı verilen bir cihaz kullanarak, demir açısından zengin eriyik kayaları iki elmasın ucunda Dünya atmosfer basıncının neredeyse 600.000 katına sıkıştırdı ve sıcaklığı 4.000 °C’ye kadar yükseltti. Bu koşullar, eriyik gezegenlerin derinliklerinde bulunan sıcaklıklara eşdeğerdi.

Hidrojen ve kayalar arasındaki kimya

Araştırmacılar, bu ortamın gezegen oluşumunun kritik bir evresini simüle ettiğini belirtiyor. Yeni oluşan gezegenler, genç yıldızların etrafında kalın hidrojen gazı örtüleriyle sarılı olur. Bu gaz, bir “termal battaniye” gibi davranarak magmanın milyonlarca hatta milyarlarca yıl boyunca eriyik kalmasını sağlar. Bu süre zarfında gaz ve eriyik kaya etkileşime girer.

Araştırma, hidrojenin eriyik kayalara kolayca çözüldüğünü ve demir oksitlerle reaksiyona girerek önemli miktarda su ürettiğini gösteriyor. Yani su, kuyruklu yıldızlar veya asteroitler gibi dış kaynaklara ihtiyaç duymadan, kaya ve gaz kimyasının doğal bir yan ürünü olarak ortaya çıkabiliyor.

Su, kozmik bir tesadüf değil

Bulgular, suyun nadir bir kozmik olay değil, gezegenlerin oluşumunun kaçınılmaz bir sonucu olabileceğini gösteriyor. Bu da evrende suyun ve dolayısıyla yaşamın, bilim insanlarının düşündüğünden çok daha yaygın olabileceği anlamına geliyor.