Bilim adamları arasında en yaygın teoriye göre, Dünya'nın suyuna teşekkür edecek kuyruklu yıldızlarımız ve asteroitlerimiz var. Ama bu kesilmiş ve kurutulmuş değil. Hala bir gizem ve yeni bir çalışma, Dünya'nın tüm suyunun gezegenimize bu şekilde teslim edilmediğini gösteriyor.
Hidrojen, evrendeki en bol elementtir ve Dünya'nın suyunu çevreleyen sorunun merkezinde yer alır. Bu yeni çalışma, Arizona Devlet Üniversitesi Regents'ın Dünya ve Uzay Araştırmaları ve Moleküler Bilimler Okulu Profesörü Peter Buseck tarafından yönetildi. İçinde yazarlar, hidrojenin en azından kısmen güneş bulutsusundan, Güneş oluştuktan sonra kalan bir gaz ve toz bulutu geldiğini ileri sürüyorlar.
Bu yeni çalışmanın ayrıntılarına girmeden önce, onun yerini alabileceği uzun süredir devam eden teoriye bakmak faydalı olacaktır.
Uzun bir süre, çoğu bilim adamı burada su kaynağının kuyruklu yıldızlardan gelen su ve asteroit versiyonuna inanıyordu. Her şey Güneş'in oluşumu ile başlar.
Güneş moleküler bir buluttan oluştuğunda, buluttaki malzemenin çoğunu süpürdü ve diğer her şey için biraz geride kaldı: gezegenler, asteroitler ve kuyruklu yıldızlar. Güneş füzyonla canlandığında, güçlü bir güneş rüzgarı dış katmanlarından iç kayalık gezegenlerin (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) bugün ötesinde çok fazla hidrojen gönderdi.
Bu gaz devlerinin alanı ve daha da önemlisi kuyruklu yıldızlar ve asteroitler. Kuyrukluyıldızlar buzlu, kayalık cisimlerdir, Güneş'in başlarında orada bulunan önemli miktarda hidrojen ve daha az da olsa asteroitler içerdiği düşünülür. Hidrojen için önemli bir rezervuar oldular.
Dünya oluştuğunda, erimiş bir toptu, yüzeyi asteroitlerle tekrarlanan çarpışma ile bu durumda tutuldu. Şimdiye kadar, çok iyi, çünkü erken Güneş Sistemi şimdi olduğundan çok daha kaotik bir yerdi. Asteroitler ve kuyruklu yıldızlar bu sıcak Dünya'yı vurdukça içindeki su ve hidrojen uzaya kaynatıldı. Dünya zamanla soğudukça kuyruklu yıldız ve asteroit çarpışmalarından gelen suyun Dünya üzerinde yoğunlaşmasına izin verilmiş ve uzaya kaynamamıştır. Su takıldı.
Bunun kanıtı izotop oranlarında yatmaktadır. Ağır hidrojen izotop döteryumun normal hidrojene oranı kimyasal bir imzadır. Aynı oranda iki su kütlesi aynı kökene sahip olmalıdır, diye düşünüyor. Ve Dünya'nın okyanusları asteroitlerdeki su ile aynı orana sahiptir.
Bu, suyun Dünya'ya nasıl geldiğine dair yaygın olarak tutulan teorinin çok basitleştirilmiş bir versiyonudur.
Ancak bilim adamları, her zaman daha iyi, daha kapsamlı bir anlayışa sahip olmaya çalışan malcontentlerdir. Bu en yeni çalışma ortaya çıkmadan önce “kuyruklu yıldızlardan gelen su” teorisini sorguluyorlardı.
2014 yılında, bazı bilim adamları bu sorunu farklı yaşlardaki göktaşlarına bakarak inceledi. (Meteoritler sadece Dünya'yı vuran asteroitlerdir.) İlk önce 'karbonlu kondrit meteoritleri' olarak bilinen şeylere baktılar. Onlar bildiğimiz en eski kişilerdir ve Güneş'inkiyle aynı zamanda oluşmuşlardır. Onlar Dünya'nın ana yapı taşlarıdır.
Daha sonra, büyük asteroit Vesta'dan geldiğini düşündüğümüz meteorları incelediler. Vesta, güneş sisteminin doğmasından yaklaşık 14 milyon yıl sonra Dünya ile aynı bölgede kuruldu. Bu 2014 araştırmasına göre, antik göktaşları toplu Güneş Sistemi kompozisyonuna benziyordu ve içinde çok fazla su var, bu yüzden Dünya'nın suyu kaynağı olarak kabul ediliyorlardı.
Bu 2014 çalışmasındaki ölçümler, bu göktaşlarının Dünya'da bulunan karbonlu kondritler ve kayalarla aynı kimyaya sahip olduğunu göstermiştir. Karbonlu kondritlerin en yaygın su kaynağı olduğu sonucuna varmışlardır. O zaman, araştırmanın yazarlarından Horst Marschall, “Çalışma, Dünya'nın suyunun büyük olasılıkla kaya ile aynı zamanda biriktiğini gösteriyor. Gezegen, yüzeyinde su bulunan ıslak bir gezegen olarak oluştu. ” Bu çalışmanın arkasındaki ekip, suyumuzun bir kısmının etkilerden geldiğini kabul etti.
Bu da bizi 2014 çalışmasının sonuçlarını pekiştiren bu yeni çalışmaya getiriyor.
Bu yeni çalışmanın yazarları okyanusların ve izotop oranlarının tüm hikayeyi anlatmayabileceğini söylüyor. Tempe, Arizona'daki Arizona State Üniversitesi'nde Dünya Okulu ve Uzay Araştırmaları'nda bir astrofizik profesörü olan Steven Desch “Toplumda biraz kör bir nokta” dedi. “İnsanlar okyanus suyunda [döteryum-hidrojen] oranını ölçtüklerinde ve asteroitlerde gördüğümüze oldukça yakın olduklarını gördüklerinde, hepsinin asteroitlerden geldiğine inanmak her zaman kolaydı.” Onları suçlamak zor; oldukça etkileyici bir kanıt.
“Toplulukta biraz kör bir nokta.” - Steven Desch, Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu, ASU.
Desch ve bu yeni araştırmanın diğer yazarları, 2015 yılında yayınlanan ve Dünya okyanuslarının Dünya'nın birincil suyunu temsil etmeyebileceğini gösteren araştırmaya işaret ediyor. Okyanuslar, yüzey ile Dünya'nın derinliklerinde daha derin bir su haznesi arasında dolaşmış olabilir. Bu zaman içinde oranı değiştirmiş olabilir ve bu daha derin suyun Dünya'nın gerçek ilkel suyunun en azından bir kısmını temsil ettiği anlamına gelebilir. Ve bu su, kuyruklu yıldız ve asteroit etkileri yerine doğrudan güneş bulutsusundan gelmiş olabilir.
Çalışma, Dünya'nın okyanuslarındaki hidrojen ve çekirdek manto sınırındaki hidrojen arasındaki bu farklılıkları açıklamak için Dünya'nın oluşumunun yeni bir teorik modelini geliştirmektedir.
Bu yeni model, milyarlarca yıl önce Güneş'in etrafında dönen güneş bulutsusunda, gezegenlerde oluşan büyük su logolu asteroitleri gösteriyor. Bu gezegensel embriyolar sıralı bir çarpışma yaşadı ve hızla büyüdüler. Sonunda, yeterince güçlü bir çarpışma, en büyük embriyonun yüzeyini bir magma okyanusuna eritti derler. Bu en büyük embriyo Dünya oldu.
Bu büyük embriyo bir atmosfere tutunacak kadar yerçekimine sahipti ve güneş bulutsusundan bir tane oluşturmak için en bol bulunan hidrojen de dahil olmak üzere gazları çekti. Güneş bulutsusundaki hidrojen daha az döteryum içerir ve asteroidal hidrojenden daha hafiftir. Dünyadaki magma okyanusunun erimiş demirine dönüştü.
Hidrojen, izotopik fraksiyonasyon adı verilen bir işlemle Dünya'nın merkezine çekildi. Hidrojen demire çekilir ve Dünya'nın çekirdeği demir tarafından iletilir. Ağır hidrojen izotopu olan döteryum, Dünya'nın mantosunu oluşturmak için soğuyan magmada kaldı. Sürekli etkiler, bugün olduğu kütleye ulaşıncaya kadar Dünya'ya daha fazla su ve kütle getirdi.
Bu yeni modeldeki kilit nokta, Dünya'nın çekirdeğindeki hidrojenin mantodaki ve okyanuslardaki hidrojenden farklı olmasıdır. Çekirdek suyun çok daha az döteryumu vardır. Ama bütün bunlar ne anlama geliyor?
Yeni model, yazarların Dünya büyüdükçe ve geliştikçe asteroit etkilerinden gelen su miktarlarını, Dünya oluştuğunda güneş bulutsusundan ne kadar geldiğini tahmin etmelerine izin verdi. Sonuç? Arizona Eyalet Üniversitesi Moleküler Bilimler Okulu ve Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu araştırma profesörü yardımcı yardımcısı Jun Wu, “Dünya suyunun her 100 molekülü için güneş bulutsusundan bir veya iki tane geliyor” dedi. çalışma.
Bu çalışma gezegensel oluşum, gelişme ve erken yaşta genç bir gezegende nasıl gelişebileceği üzerine yeni bir bakış açısıdır.
“Bu model, kaçınılmaz su oluşumunun muhtemelen ekstrasolar sistemlerde yeterince büyük kayalık dış gezegenlerde meydana geleceğini gösteriyor. Bence bu çok heyecan verici. ” - Jun Wu, ASU'da Moleküler Bilimler Okulu ve Yer ve Uzay Araştırmaları Okulu, başyazar.
Daha önce, üzerinde yaşam olabilecek tek gezegenlerin su taşıyan asteroitler ve kuyruklu yıldızlar ile zengin bir güneş sisteminde olması gerektiğini düşünmüştük. Ancak durum böyle olmayabilir. Diğer güneş sistemlerinde, Dünya benzeri gezegenlerin tümü su yüklü asteroitlere erişemez. Yeni çalışma, yaşanabilir dış gezegenlerin sistemlerindeki güneş bulutsusundan su almış olabileceğini gösteriyor. Toprak suyunun çoğunu iç kısmında gizler. Dünya, mantosunda kabaca iki okyanusa ve çekirdeğinde 4 veya 5'e sahiptir. Dış gezegenler benzer olabilir.
Wu, “Bu model, kaçınılmaz su oluşumunun, ekstrasolar sistemlerde yeterince büyük kayalık dış gezegenlerde meydana geleceğini gösteriyor” dedi. “Bence bu çok heyecan verici.”
Yine de bu yeni modelde bir uyarı var ve bu hidrojen fraksiyonunu içeriyor. Element bu yeni modelin merkezindeki demirde çözündüğünde döteryum / hidrojen oranının nasıl değiştiği iyi anlaşılmamıştır. Bu yeni çalışmada tahmin edilmesi gerekiyordu.
Genel olarak, yeni çalışma Dünya'nın suyuyla ilgili diğer araştırmalara iyi uymaktadır. Hidrojen fraksiyonlaması üzerinde bir kez daha çalışma yapıldığında, yeni model daha titiz bir şekilde test edilebilir.
- AGU Basın Bülteni: “Bilim adamları Dünya'nın suyu için yeni orijinli hikaye teorileştiriyor”
- Araştırma Raporu: “Yeryüzü Suyunun Kökeni: Kondritik Kalıtım Artı Bulutsusu Önleme ve Hidrojenin Çekirdeğe Saklanması”
- Araştırma Raporu: “Dünya'nın derin örtüsünde ilkel su kanıtı”
- Araştırma Raporu: “Karbonlu bir kondrit benzeri kaynaktan iç güneş sisteminde suyun erken birikmesi”
- Wikipedia: Güneş Sisteminin Oluşumu ve Evrimi
- Vikipedi: 4 Vesta
