Dünya’daki Bütün Su Nerede?
Genç Dünya çekirdeğinin simülasyonunu sağlayabilmek amacıyla kimyasal içeren yüksek sıcaklık ve yüksek basınç deneyleriyle hidrojenin ekstrem koşullarda demir ile güçlü bir bağ oluşturabileceği ilk kez gösterilmiştir. Bu sonuç, milyarlarca yıl önce bombardımanlar sonucu su olarak gelen önemli miktardaki hidrojenin Dünya’nın çekirdeğindeki varlığını açıklamaktadır.
Ekstrem derinlikler, sıcaklıklar ve basınçlar dikkate alındığında fiziksel olarak çekirdek için bu uzaklıktan direkt olarak araştırma yürütmemiz imkansız. Bu sebepten dolayı Dünya’nın derinliklerini anlayabilmek için araştırmacılar, yeraltı malzemesinin bileşimi ve yoğunluğu gibi şeyleri belirlemek için sismik verileri içeren teknikler kullanmaktadır. Bu ölçümler sırasında göze çarpan ilk şey çekirdeğin demirden oluşmuş olması fakat çekirdeğin özellikle sıvı kısmının yoğunluğunun araştırmacıların beklediğinden daha düşük olmasıdır.
Demir yoğunluğunun beklenenden daha az olması araştırmacıları demirin yanı sıra bol miktarda hafif element olması gerektiğine inandırdı. Araştırmacılar ilk kez Dünya’nın oluşumu sırasında meydana gelen çekirdek-manto reaksiyonlarına karşılık gelen metal-silikat reaksiyonlarını doğru bir şekilde simüle eden metalik demiri ve silikat bileşiklerini içeren laboratuvar deneylerinde suyun davranışını incelediler ve suyun demirle birleşmesinde hidrojenin büyük çoğunluğunun metal içinde çözünürken oksijenin demirle reaksiyonu sonucu silikat malzemelerine girdiğini buldular.
Tokyo Üniversitesi’nde Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde PhD öğrencisi olan Shoh Tagawa, yüzeyde bildiğimiz sıcaklıklarda ve basınçlarda hidrojen demire bağlanmaz ancak daha ekstrem koşullarda bunun mümkün olup olmayacağını merak ettik. Bu tür aşırı sıcaklıklara, basınçlara ulaşmak ve üretmek hiç kolay değildir ve ulaşabilmek için laboratuvar ortamında yapılacak en iyi şey elmastan bir örs kullanmaktır, böylece 3.100-4.600 kelvin sıcaklıklara ve 30-60 gigapaskal basınçlara ulaşılabilir ve bu Dünya’nın çekirdek oluşumunun en iyi simülasyon şeklidir, demektedir.
Profesör Kei Hirose başkanlığındaki ekip, sırasıyla Dünya’nın çekirdeğine ve mantosuna benzer metal ve su taşıyan silikat kullandılar ve bunları elmas örs ile sıkıştırırken eş zamanlı olarak lazer ile ısıttılar. Örnekte meydana gelen değişimleri gözlemleyebilmek için yüksek çözünürlükte görüntüleme sağlayabilmek adına ikincil iyon kütle spektroskopisini kullandılar. Bu, hidrojenin demir ile bağlandığı hipotezlerini doğrulamalarını sağladı ve bu sonuç okyanus suyu eksikliğini açıklamalarına yardımcı oldu ve hidrojenin demir seven veya meraklısı olduğu sonucu çıkarıldı.
“Bu bulgu, bizi oldukça derinden etkileyen bir şeyi keşfetmemize olanak tanıyor,” dedi Hirose. “Hidrojenin yüksek basınç altında demire düşkün olması bize, oluşumu sırasında toplu bombardımanlarla Dünya’ya gelen suyun çoğunun bugün hidrojen olarak çekirdekte olabileceğini söylüyor. Orada okyanusların %70’ine denk olabilecek hidrojenin saklı olabileceğini tahmin ediyoruz. Bu yüzeyde su olarak kalsaydı, Dünya’da karanın oluşmasına engel olabilirdi ve Dünya bugün bildiğimiz haline asla evrilmezdi.”
Kaynak: sciencedaily.com
