Gezegenimizde su nasıl ve ne zaman oluştu? Su Dünya'ya nereden geldi ve gezegenimizdeki okyanuslarca suyun kaynağı nedir? Neredeyse tüm medeniyetlerin suyun nereden geldiğine dair teorileri ve hikayeleri vardır. İskandinav ve Yunan medeniyetlerine ait birçok kehanet suyun nasıl oluştuğu hakkında mitler sunar. Bugün bu sorunun bilimsel cevabını Güneş Sistemi'nde arayabiliyoruz. Tarihin en eski sorusunun cevabını teorileriyle açıklamaya çalışacağız.
Su, Dünya'ya Nereden Geldi?
Suyun var olma konusu ile ilgili iki farklı teori var. Birincisi, Dünyamız büyük patlama ile oluştu ve soğuyarak kurumaya başladı. Bu evreden sonra su elementleri içeren Dünya dışı cisimler Dünya'mıza çarptı ve suyun oluşması için gerekli etkileşim başladı. İkinci teori ise, büyük patlamadan sonra Dünya şu anki formunu almaya devam ederken beraberinde su da oluşmaya başladı ve volkanik patlamalar ile ortaya çıkan gaz bulutlarının tepkimesi ile su oluştu.
Aslında sorunun cevabını suda aramak bizi yanlış yola itiyor olabilir. Acaba cevabı yeryüzündeki taşlarda mı aramalıyız? Araştırmacılar bu ihtimalden yola çıkarak dünya dışından gelen meteorlara göz atmaya başladılar. Bulmayı başardıkları meteor parçalarını inceledikten sonra ilginç bir sonuç çıkıyor: Örnek olarak alınan tüm meteor parçalarının oluşum yaşı Dünya'mızdan daha genç. Bu durum, Dünya dışından gelen bir cismin suyun oluşması için gereken hediyeyi yanında getirmiş olabileceği ihtimalini artırıyor. Bu teoriye göre, Dünya'nın oluşumundan sonra dış uzaydan gelen taşlar ve kuyruklu yıldızlar evrenimizde taşıdıkları su molekülleri ile suyun oluşmasını sağladı.
Kar Çizgisi Teorisi
Suyun Dünya'mız ile beraber oluştuğu varsayımını kabul eden teori üzerinden devam edelim. Günümüzden 4,6 milyar yıl önceki büyük patlamada Güneş Sistemi'mizdeki Dünya ve diğer gezegenler şu anki formlarını almak üzere gelişmeye devam ediyorlardı. O dönem henüz yörüngesine tam olarak yerleşmemiş Dünya'nın Güneş'e olan mesafesi sabit değildi.
Eğer Dünya su kütlesi ile beraber var olmuş olsa ve Güneş'e yakın mesafede olsa, yüksek sıcaklık ile Güneş patlamalarından dolayı ortaya çıkan gaz ve solar rüzgarlar suyun devamlılığına izin vermezdi. Diğer yandan su ile beraber var olan Dünya'nın yörüngeye oturmadan önceki konumu Güneş'e uzak olsa, bu sefer de "kar çizgisi" denilen mesafede olacağı ve yeterince ısınamayacağı için tüm suyun buzullara dönüşmesi gerekecekti.
Araştırmacılar, yukarıda bahsettiğimiz bütün teorileri birleştirip tek bir fikir üstünde karar kılmaya yanaştı. Karar kıldıkları bu yeni mit, Dünya'nın doğuşundan son evresine kadar suyu bünyesinde barındırdığı ve Güneş'e olan uzaklığından dolayı buzul haline gelmiş suyun zamanla eriyerek okyanusları ve nehirleri oluşturduğudur. Peki bu teoriden yola çıkarak büyük patlama ile beraber suyun nasıl Dünya ile aynı noktada bulunabildiğine bakalım.
Büyük Patlama
Bilindik hikayede Güneş Sistemi'nin bir gaz bulutundan oluştuğu anlatılır. Devasa gaz bulutu şu an ki Güneş Sistemi'nin bulunduğu bölgede boşlukta ve asılı şekilde duruyor. Bu gaz bulutu kendi kütlesi kadar hidrojen ve oksijen barındırmakta. Hem hidrojen hem de oksijen evrende en çok bulunan iki atom parçası. Hali ile bu iki atomdan oluşacak bir şeyden evrende çok fazla olması gerekir.
Milyonlarca yıl boyunca bu iki reaktif atom birbirlerine tutunarak H2O yani suyun temelini oluşturdular. Bu yeni oluşan su, gaz bulutunun içerisindeki toz parçacıklarına tutundu ve buzun kristal formunu oluşturarak dondu. Oluşan bu buzlu gaz bulutu yoğunlaşmaya başlayınca kendi toz bulutunun içinde çökmeye başladı. İşte bu olay tüm Güneş Sistemi'ni oluşturacak olan süreci başlattı.
Oluşan kütle merkezi yoğunlaştıkça üzerine daha fazla materyal çekiyor, bu nedenle ısısı ve hacmi artmaya başlıyor. Bu yoğunlaşma nükleer füzyonu tetikliyor ve patlama oluşuyor. Bu patlama sonucu bebek Güneş ortaya çıkıyor. Bir yıldızın oluşumu müthiş bir patlamaya ve ısı yayılımına sebep olur. Güneş, oluşumundan sonra yaydığı yüksek ısı ile suyu buharlaştırdı fakat oluşan basınç ile aynı zamanda etrafındaki toz kütlesini şu an ki Güneş Sistemi'ne doğru itti.
Bu noktadan sonra gezegenlerin oluşma süreci başladı ve Güneş'e olan mesafe ile kıyasladığımızda kar çizgisinin içinde kalan daha kuru taraftaki tozlar birbirine tutundu. Bu olay, diğer gezegenlere kıyasla daha küçük kayalık gezegenler oluşturdu. Bunlardan biri de Dünya. Birçok bilim insanı, Dünya'nın küçük taş parçaları ve mikroskobik su moleküllerinin birleşmesi sonucu oluştuğuna inanıyor.
Ancak araştırmacılar uzay taşlarının Dünya'ya çarpması sonucu suyun oluştuğu teorisinden bu noktada uzaklaşıyor. Zira Dünya oluşurken neredeyse magma derecesindeydi. Bu durumda hem yeryüzü sıcaklığı hem de çarpma etkisinden dolayı Dünya'ya çarpan meteorların taşıdığı suyun yok olması gerekir. Yani ilk suyun oluşumunun birden çok meteor çarpması ile değil, Dünya'yı oluşturan toz bulutunun içinde bulunan H2O ile gerçekleşme ihtimali daha yüksek.
600 milyon yıl sonra gezegenimiz soğuyor ve yüzeyinde bir kabuk oluşturuyor. Gezegenimiz çarpışmalar ve yüksek ısıdan dolayı uzaklaşan suyu bu kabuk içerisine hapsediyor. Son yıllarda jeologlar eşsiz bir keşfe vakıf oldular: Yeryüzünün çok derinliklerinde bulunan sıcak bir taş katmanı yüksek miktarda su barındırmaktadır.
Deprem bilimciler bu katmanla depremleri analiz ederken karşılaştı. Büyük bir deprem vurduğunda düşük frekanslı ses dalgaları gezegenin diğer yüzeyine ulaşmadan önce Dünya'nın merkezinde seyahat ediyor. Bu uzun mesafeli dalgalar üzerinde yapılan çalışmalar, ses dalgalarının bazılarının yer kabuğunun 480 km altında bulunan bir taş katmanına gelince yavaşlamaya başladığını gösterdi. Ve sesin taşın içinden geçerken yavaşlamasına neden olan tek bir şey var o da yoğun su kütlesi.
Araştırmaya göre katmandaki su bulunduğu ortamdaki diğer moleküller ile bir araya gelmiş ve şekillenmiş olabilir. Eğer bu miktarda bir suyu dışarı çıkarırsak yeryüzündeki okyanusların toplamından daha fazla su elde ediliyor.
Bu keşif, gezegenimizdeki suyun göktaşları ya da kayan yıldızların çarpması sonucu oluşmuş olma teorisini çürütüyor. Çünkü hem okyanuslar hem de kabuktaki su miktarı kadar suyun oluşması için Dünya'nın oluşumundan bu yana 40 milyondan fazla Dünya dışı cismin gezegene çarpmış ve su oluşumu için etkileşim yaratmış olması gerek. Böyle bir şeyin olduğuna dair hiç işaret yok.
Suyun Dünya'ya Gelişi Hakkında Sık Sorulanlar
Dünya'daki suyun kökeni hakkındaki bilimsel fikir birliği nedir?
Şu anki bilimsel fikir birliği, Dünya'daki suyun çoğunun, oluşumu sırasında gezegenle çarpışan kuyruklu yıldızlar ve asteroitlerden geldiği yönündedir.
Bilim insanları Dünya'daki suyun kökenini nasıl inceledi?
Bilim insanları benzerlik ve farklılıklarını belirlemek için Dünya'daki ve kuyruklu yıldız ve asteroitlerdeki su moleküllerinin izotopik bileşimini incelediler. Ayrıca, su zengini nesnelerin nasıl oluşmuş ve Dünya ile çarpışmış olabileceğini anlamak için erken güneş sisteminin oluşumunu da modellediler.
Kuyruklu yıldızlardan ve asteroitlerden ne kadar su geldi ve Dünya'da mevcut su miktarı ne kadardı?
Dünya'daki suyun yaklaşık %70'inin kuyruklu yıldızlar ve asteroitlerden geldiği, kalan %30'unun ise oluşumu sırasında gezegende zaten mevcut olduğu tahmin edilmektedir.
Dünya'nın erken dönem atmosferi suyun oluşumunda nasıl bir rol oynamıştır?
Dünya'nın ilk atmosferi çoğunlukla karbondioksit, nitrojen ve su buharından oluşuyordu. Gezegen soğudukça su buharı yoğunlaşarak yüzeye düştü ve okyanusların oluşumuna katkıda bulundu.
Dünya'da suyun kökeninin araştırılması dünya dışı yaşam arayışıyla nasıl ilişkilidir?
Dünya'da suyun kökeni üzerine yapılan çalışmalar, su zengini gezegenlerin ve uyduların nasıl oluşup evrimleşebileceği ve evrenin neresinde yaşanabilir ortamlar bulabileceğimiz konusunda fikir verebilir. Ayrıca, suyun varlığının diğer gezegenlerde yaşamın var olma potansiyeli açısından kilit bir faktör olduğu düşünülmektedir.
Kaynaklar:
- Dauphas, N (December 2000). "The Late Asteroidal and Cometary Bombardment of Earth as Recorded in Water Deuterium to Protium Ratio". Icarus. 148 (2): 508–512.
- Duncan, M. J. (1997-06-13). "A Disk of Scattered Icy Objects and the Origin of Jupiter-Family Comets". Science. 276 (5319): 1670–1672.