Dünyaya Su Nereden Geldi ?

Dünyaya Su Nereden Geldi ?


Yaklaşık olarak yeryüzünün %71'i okyanuslarla çevrilidir Dünya'daki suyun toplam hacmi; 1398898300 km³'tür Buna buzullar, nehirler, göller, yeryüzü suları ve atmosferik su da dâhildir

Suyun oluşumu, Dünya'nın oluşum ve değişim sürecine yakından bağlıdır Ancak 'Dünya'nın ve suyun bu oluşum süreciyle' ilgili, farklı görüşler bulunmaktadır

Bilinen genel görüş, Dünya'nın başlangıcında, suyun iki temel etkenle ortaya çıktığı şeklindedir Birincisi, yanardağlardan fışkıran gazlarla birlikte su buharının da çıkması ve bu su buharının bulutları, ardından da yağmurları oluşturmasıdır İkincisi ise buzullardan oluşan küçük kuyrukluyıldızların ve donmuş asteroitlerin Dünya'ya çarpmalarıdır O başlangıç aşamasından bugüne kadar ise su, 'devri daim' yaparak Dünya'da dolaşmaktadır


Dünyanın Atmosferleri ve Soy Gazlar

Dünyamızın atmosferinin nereden geldiğini araştıran bilim adamları, ksenon ve kripton gibi soy gazların miktarlarını incelemektedirler Nedeni, bu gazların, son derece kararlı olmaları ve pek ender tepkimeye girmeleridir Bunların atmosferdeki miktarları, Güneş'teki miktarla aynı olmalıdır

Normal olarak atmosferimizin, Güneş'i ve dolayısıyla Dünya'yı oluşturan malzemeden oluştuğu düşünülmektedir Ancak buradaki sorun, ksenon miktarının, Güneş'teki oranın hayli altında olmasıdır Bunun sebebi, atmosfer'in bir kısmının, kuyrukluyıldızlarca taşınmış olmasıdır Zira kuyrukluyıldızlar, öteki soy gazlara oranla daha az ksenon içermektedir

Araştırmacılar, atmosfer'deki gazların yoğunluğunun açıklanabilmesi için gereken kuyrukluyıldız kökenli malzeme miktarının, nisbeten az olduğunu hesaplamışlardır



Dünya Başlangıçta Atmosferden Yoksundu



Yaklaşık 4,6 milyar yıl önce oluştuğu düşünülen Dünya, 'gezegenimsi' aşamasından 'gezegen'liğe adım attığı sıralarda, atmosferden yoksundu Çevresinde kalan gazlar; hidrojen, helyum, hidrojen içeren başka gazlar ve tozlar, zamanla Güneş rüzgârlarıyla Dünya gezegeninden uzağa savrulmuş olmalıdır

Atmosfersiz olduğu içinde, göktaşı vuruşlarıyla, yüzeyi, muhtemelen delik deşik hale gelmişti ve Ay'ın şimdiki yüzeyinden pek de farklı değildi



Dünya Gezegeni Isınmaya Başladı


Ancak Dünya gezegeni, zaman içinde, üç temel sürecin etkisiyle, yeniden ısınmaya başladı Birincisi, içerdiği elementlerdeki radyoaktif bozunma süreci, ikincisi, kütlesel çekim sıkışması ve üçüncüsü ise, göktaşı çarpmalarıdır

Süresi tartışmalı olmakla birlikte, Dünya'nın, muhtemelen ilk birkaç yüz milyon yıllık ömrünün sonlarına doğru, iç ısısı oldukça artmış olmalıydı Bu nedenle de, dış kısımlarda oldukça bol olarak bulunan demir, erimeye ve merkeze doğru çökmeye ve çökerken de, daha hafif olan; silikon, magnezyum, alüminyum ve oksijen-bağlı bileşikleri, yüzeye itmeliydi

Bu hareketlilikle, ısınma hızı daha da artan Dünya'nın, büyük bir bölümü sıvılaşarak, ergimiş kayaçlara, yani yaklaşık 100 km derinlikte bir magma okyanusuna dönüşmüştü Ergimiş demirden bir merkezin oluşumuysa, gezegendeki farklılaşmanın ilk aşamasıydı Bu farklılaşma süreciyle Dünya, her yerinde hemen hemen aynı kimyasal maddeyi barındırdığı homojen bir yapıdan, katmanlı bir yapıya geçmiş olacaktı Yoğunlaşmış ve katı demirden bir merkez ve daha düşük ergime sıcaklığında, daha hafif elementleri barındıran bir kabuk ve bu ikisinin arasında ergimiş kayaçlarıyla sıvımsı bir manto


Isınmanın Yan Ürünü Atmosfer

Bu ısınma ve farklılaşma sürecinin, yan ürünlerinden biri de atmosferdir Atmosferin içeriği ise, su buharı, hidrojen gazı, hidrojen klorid, karbon monoksit, karbon dioksit ve nitrojendir Dünya'nın sıcak ve kimyasal olarak hareketli iç kısmından yükselen gazların oluşturduğu ilk atmosferin başlıca içeriği böyledir Oksijen ise gaz olarak çok sonra ortaya çıkmıştır

Okyanuslar, sürecin ikinci yan ürünü Dünya ısınıp erimeye başladıkça, mineraller içinde oksijen ve hidrojen biçiminde hapsolmuş olan suyun, volkanik etkinlikler sonucu, yüzeye çıktığı sanılmaktadır Ve bu suyun, çeşitli gazlarla karışarak atmosfer'in daha serin üst tabakalarında yoğunlaşıp bulutları oluşturduğu varsayılmaktadır Ancak yağmurlar, aşırı sıcak yüzeye daha ulaşamadan, yeniden buharlaşacağından, yüzey sularının, sonuçta da okyanusların oluşması için, sıcaklığın yavaş yavaş düşmesi gerekecektir

Yeryüzü, yeterince soğuduktan sonra Dünya gezegeni, su getiren göktaşları tarafından bombalandı Göktaşları, gezegenimizi bombalamaya her gün devam etti


Yeni Kuram :
"Suyun Kaynağı Kuyrukluyıldızlar''



Yeni teorilerden biri, Dünya'nın başlangıçta, belki de hiç su içermediği ve belki de suyun tümünü kuyrukluyıldızlar ve sulu asteroitlerden almış olabileceği tezidir Bu kuyrukluyıldızların kaynağı ise Neptün yakınlarındaki Kuiper Kuşağı ve Oort Bulutları bölgesidir Bu bölge, Güneş Sistemi'nin soğuk, uzak bölgelerini çevreleyen ve trilyonlarca kilometre uzaklıktaki bir kuyrukluyıldızlar kuşağı yahut kuyruklu yıldız kümesidir

Burada bulunan gökcisimleri, birer kirli kartopunu andırıyorlar Kuyrukluyıldızların kaynağı olan bu cisimler, taş ve toz parçalarının yanı sıra, katı hale gelmiş metan, amonyak gibi molekülleri ve önemli ölçüde su buzu içeriyorlar


Kuyruklu Yıldız Bulutu (Kümesi)




Güneş Sistemi'nin oluşumuyla ilgili kuramlara göre, bu kuyrukluyıldızlar da, Güneş ve gezegenlerin içinde oluştuğu; gaz ve toz bulutundan ortaya çıkmışlardır Ve daha sonra Jüpiter ve Neptün gibi dev gaz gezegenlerinin, bugün bulunduğu soğuk bölgelerde toplanmışlardı Ancak gaz devlerinin kütle çekim etkisi, bunları Güneş Sistemi'nin dışına; kimini Oort Bulutu'na, kimini de yıldızlararası boşluğa fırlatmıştı Oort Bulutu, geçmekte olan bir yıldızın kütle çekim etkisi gibi etkilerle hareketlenerek, bazı kuyrukluyıldızlarını yeniden Güneş Sistemi'nin iç kısımlarına doğru püskürtüyordu

Bu yeni senaryoyu savunan gökbilimciler, yaklaşık 4 milyar yıl önce, Dünya'nın henüz çok genç olduğu bir dönemde gerçekleşmiş ve Ay'ın çukurlu yüzeyine büyük katkısı olduğu düşünülen bir 'yıldız bombardımanına' dikkat çekiyorlar Aslında, bombardımanda Dünya, Ay'dan çok daha fazla vuruş almıştır Ancak Ay, çarpışmalarla kazandığı buzu, uzaya teslim ederken, Dünya, sahip olduğu daha büyük kritik kütleyle, bu buzun büyük bölümünü elinde tutabilmişti

Spekülasyonlar, bu kuyrukluyıldızların, gaz gezegenleri Neptün, Satürn ve Jüpiter çevresinde 'olgunlaşmış' oldukları ve bu bölgelerde, soy gazlardan; helyum, neon, argon, kripton ve radon gibi gazlarla zenginleşerek, suyun bildiğimiz farklı türlerini oluşturdukları yönündedir


Bu Kuram (Teori) Nasıl Ortaya Çıktı ?




1986 da, Iowa Üniversitesi'nden bir bilim adamı, Louis AFrank, risk alarak "mini kuyrukluyıldızlar"ın, her gün atmosferimizi bombardıman ettiğini ve bunun yeryüzündeki suyun önemli bir kaynağı olduğunu ileri sürdü Bu teorisinden ötürü, onunla alay edilmesine rağmen, 1997'de NASA tarafından verilen uydu verileri, "mini kuyrukluyıldızlar"ın varlığını kanıtlamış görünüyor

Iowa Üniversitesi fizikçilerinden Louis A Frank, Amerikan Jeofizik Derneği'nin yayın organı olan Jeofizik Araştırmaları Dergisi'nin Mart sayısında bir makale yayımladı Bu makalesinde,1998 yılı Ekim ayıyla, 1999 Mayıs'ı arasında çekilen 1500 fotoğrafın incelenmesiyle, bu süre içinde Dünya'ya düşen 9 küçük kuyrukluyıldızın, kuşkuya yer bırakmayacak biçimde belirlendiğini açıkladı Fotoğraflar, Arizona eyaletindeki Sonoita'da bulunan robot bir teleskopla elde edilmişti

Frank'ın 1986 yılında aynı üniversiteden John Sigwarth ile birlikte, Dynamic Explorer 1 uydusunun verilerine dayanarak geliştirdiği kurama göre, her dakika, 20-40 ton ağırlığında 20 kuyrukluyıldız Dünya Atmosferi'ne girerek parçalanıyor

Gezegenimizin yaşam süresi boyunca gelmiş olması gereken bu küçük ziyaretçilerin sayısı hesaplandığında, Dünya'nın toplam su rezervinin tümünün bu yolla gelmiş olması mümkün gözüküyor


Kuram Üzerinde Tartışma

Ancak kuram o tarihte öne sürülür sürülmez üzerinde tartışmalar başlamış, bazı araştırmacılar, Frank'ın kuyrukluyıldız sandığı noktaların, aslında uydunun algılayıcılarındaki elektronik parazit olduğunu öne sürerken, bazısıda görüntülerin gerçek kuyrukluyıldız olduğunu savunmuşlardır

Bazı araştırmacılar da, Dünya'da bulunan suyun bileşiminin, kuyrukluyıldızlarda bulunan suyunkinden farklı olabileceği, birçok kuyrukluyıldızın içerdiği suyun, hidrojenin daha ağır bir izotopunu (döteryum) barındıran 'ağır su' dan oluştuğu, bunun da okyanuslarda bulunan döteryum oranlarıyla tutarlı olmadığı görüşündeler Ancak, bu karşıt görüşlerin dayandığı örnek sayısının fazla olduğu da söylenemez


Nasa Verileri Kuramı Destekliyor

1986'da, Halley kuyruklu yıldızının, su buharından oluşmuş atmosferindeki D (Döteryum)/H (Hidrojen) oranını ölçme olanağı elde edilmiştir Kuyrukluyıldızın atmosferinin ortasından geçen Giotto uzay sondasına yerleştirilmiş olan kütle spektrometresi ile D/H oranının, 1/10000 dolayında olduğu kestirilebilmiştir Bu ise Dünya atmosferindeki orana oldukça yakın bir değerdir

1997'de NASA'nın ortaya attığı uydu verileri, Frank'ın görüşünü destekler nitelikteydi Veriler, Atmosfer'in üst kısımlarında, o zamana kadar geçerli olan kuramların öngördüğünden çok daha fazla su olduğunu ortaya koymuştu Bunun akla en uygun açıklaması ise atmosfer'e sürekli giren buz yüklü kuyruklu yıldızlardan kaynaklanan su buharı olabilirdi

NASA'nın gözlediği ve 2000 yılının Temmuzunda, Güneş'e yaklaşırken parçalanan LİNEAR kuyrukluyıldızı, bu yeni 'suyun kuyrukluyıldızlardan geldiği kuramı'na büyük destek sağlayan ilk örnek olmuştur Çünkü bu kuyrukluyıldız, Dünya'daki suyla aynı izotopik bileşime sahip olduğu ifade edilen ilk kuyrukluyıldızdı Taşıdığı su miktarı, 3,6 milyon ton olarak hesaplanan ve yaklaşık 1 kilometre çapındaki LİNEAR, kendi türünden kuyrukluyıldızların taşıyabileceği su miktarını göstermesi bakımından bir ilkti Onun ilginç kimyası, Jüpiter'in yörüngesine yakın bir yerlerde ortaya çıktığını gösteriyordu

Son görüntülerin, parazit olasılığını ortadan kaldıran bir teknik kullanılarak, yeryüzünden, optik bir teleskopla alınmış olması, kuramı güçlendirici bir nokta olarak değerlendiriliyor


Uzayda Başka Kuyrukluyıldız
Kümeleri





Gökbilimciler, Güneş'ten 5 ışıkyılı (yaklaşık 50 trilyon km) uzaklıkta, ölmek üzere olan bir yıldızın, çevresinde 1 milyar kuyrukluyıldızı buharlaştırdığını belirlediler Milimetrealtı Dalga Gökbilim Uydusu (SWAS) ile yapılan gözlemde, Aslan takımyıldızında bulunan CW Leonis adlı yıldız hedef alındı Bu yıldızın, merkezindeki hidrojen yakıtını tüketip şişen bir kırmızı dev olduğu biliniyordu Ancak gökbilimciler, yıldızın çevresinde, kayda değer ölçeklerde su bulunmayacağı görüşlündeydiler Ancak uydu, CW Leonis'in çevresinde, yıldızın uzaya salabileceğinden 10 000 kat daha fazla su belirlendi SWAS ekibinin vardığı sonuç, bu ortaya çıkan su miktarının ancak 1 milyar kuyrukluyıldızın aynı anda erimeye başlamasıyla oluşabileceği merkezindeydi

SWAS ekibinde yer alan Johns Hopkins Üniversitesi'nden David Neufeld; "6 Milyar yıl sonra, kendi Güneş'imizin başına gelecek felaketin bir kopyasını izlediğimizi düşünüyoruz" diyor Eriyen kuyrukluyıldızların, Neptün ve Plüton gezegenlerinin yörüngeleri dışında dolanan, Kuiper Kuşağı Cisimlerine benzer şekilde, CW Leonis yıldızının etrafında bir kuşak meydana getirdiği sanılmaktadır

Merkezindeki hidrojen yakıtını tüketen yıldızın yarıçapının, Güneş-Jüpiter uzaklığına eriştiği ve parlaklığının 5000 kat arttığı hesaplanıyor Bu durumda, CW Leonis yıdızının, 150 milyon km olan Dünya-Güneş uzaklığının, 10-100 katı uzaklıktaki yörüngelerde dolanan, bu buzul kuyrukluyıldızları buharlaştırdığı düşünülüyor

Hawaii Üniversitesi'nden gökbilimci Tobias Owen, "SWAS ekibinin yorumu doğruysa, bu başka yıldızların çevresinde yalnızca dev gaz gezegenler değil, kuyrukluyıldızların da yaygın olarak bulunabileceği anlamına gelir" diyor ve ekliyor: "Pek çoğumuz, bu buzdan cisimlerin, gezegenlerin temel yapı taşları olduğuna inanıyor"



SONUÇ

Sonuç olarak bu gelişmeler, Dünya'nın atmosferi ve okyanuslarının kökeni hakkında, bildiklerimizi yeniden sorgulamamızı gerektirmektedir Kuyrukluyıldızların etkileriyle ilgili son bulgular, çalışmalara ivme kazandırmış durumdadır

Kimi bilim insanları kuyrukluyıldızların, yalnızca katkıda bulunmuş olabileceğinden söz ederken; kimileri, 'sularımızı tümüyle onlara borçlu olduğumuzu' söylemekten çekinmiyor Gelecek yeni gözlem ve bulgularla kuram muhtemelen ispatlanacaktır

Avrupa uzay ajansı ESA'nın, Şubat 2004'te fırlatılan kuyrukluyıldız avcısı Rosetta'nın iniş aracında bulunan Ptolemy, bu amaçla inşa edilmiş bir mini laboratuardır

Ancak bilinen bir gerçek şudur ki; nereden gelmiş olursa olsun, suyu elimizde tutabilme ayrıcalığımız, Güneş'e olan mesafemizin mucizevî uygunluğundan kaynaklanıyor Dünya'nın, biraz Güneş'e yakın olması halinde; buharlaşarak, az daha uzak olması durumunda ise donarak kaybedeceği su, Güneş'le aramızdaki 150 milyon kilometrelik mucizevî mesafe sayesinde, gezegenimizde gürül gürül akmaktadır



Dr Bahri Güldoğan

Kaynaklar:
1) Bilim ve Teknik, Nisan 2005, Kasım 2005, Mart 2001, Ağustos 2001, Şubat 2000, Nisan 1999, Haziran 1997, Temmuz 1996, Temmuz 1987
2) Yerfiziği Ders Notları, Sakarya Üniversitesi MFJM Bölümü, Yrd Doç Dr Can Karavul
3) Atmosferin KısaTarihi, Doç Dr Kasım Koçak