Niagara Şelalesi'ne akan tüm bu suyun tam olarak nereden geldiğini hiç merak ettiniz mi?
Su bizi çevreliyor, gökten düşüyor, nehir yataklarından aşağı akıyor, musluklardan dökülüyor ve yine de çoğumuz nereden geldiğini sormak için hiç durmadık. Cevap, gelen bir gelgitin veya yağmurla dolu bir bulutun ötesine ve evrenin kökenine kadar uzanan karmaşık bir cevaptır.
Büyük patlamadan kısa bir süre sonra , protonlar, nötronlar ve elektronlar 10 milyar derecelik ısıda toplandı . Dakikalar içinde hidrojen ve ardından daha hafif elementler olarak bilinen helyum, nükleosentez adı verilen bir süreçte bu atomik yapı taşlarından şekillendi . (Lityumun da bir kamera hücresi vardı.) Daha ağır elementler, daha hafif elementlerin yıldızların içinde ve süpernovalar sırasında füzyona uğradığı çok daha sonra ortaya çıktı. Zamanla yıldızlar, oksijen de dahil olmak üzere bu daha ağır elementleri dalga dalga dalga dalga göndererek daha hafif elementlerle karıştıkları uzaya gönderdi.
Tabii ki, hidrojen ve oksijen moleküllerinin oluşumu ve ardından su oluşumu iki farklı şeydir. Bunun nedeni, hidrojen ve oksijen molekülleri karıştığında bile, su oluşturmak için hala bir enerji kıvılcımına ihtiyaç duymalarıdır. Süreç şiddetli ve şimdiye kadar hiç kimse Dünya'da güvenli bir şekilde su yaratmanın bir yolunu bulamadı .
Peki gezegenimiz okyanuslar, göller ve nehirlerle nasıl kaplandı? Basit cevap, hala bilmiyoruz ama fikirlerimiz var. Bir öneri, yaklaşık 4 milyar yıl önce milyonlarca asteroit ve kuyruklu yıldızın Dünya yüzeyine çarptığını belirtiyor . Ayın kraterlerle dolu yüzeyine hızlı bir bakış, bize koşulların nasıl olduğu hakkında bir fikir verir. Öneri, bunların normal kayalar değil, çarpma anında salınan suyla yüklü kozmik süngerlerin eşdeğeri olduğu yönünde.
Gökbilimciler asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların su tuttuğunu doğrularken, bazı bilim adamları teorinin olmadığını düşünüyor. Dünya okyanuslarındaki tüm suyu hesaba katacak kadar çarpışma olup olmadığını sorguluyorlar. Ayrıca, California Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, Hale-Bopp kuyruklu yıldızından gelen suyun, Dünya okyanuslarından çok daha fazla ağır su (aka HDO, bir hidrojen atomu, bir döteryum atomu ve bir oksijen atomu) içerdiğini , yani kuyruklu yıldızlar ve asteroitler içerdiğini buldular. Dünya'ya çarpanlar Hale-Bopp'tan çok farklıydı, ya da Dünya normal suyunu (diğer adıyla H20, iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu) başka bir şekilde elde etti.
Son zamanlarda, gökbilimciler ilkinin doğru olabileceğini ortaya çıkarmış olabilirler. Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi'nden (SOFIA) - 2,7 metrelik (106 inç) bir kızılötesi teleskopla yüksek irtifada uçan dönüştürülmüş bir 747 uçaktan - kuyruk bölümünden dışarı çıkan Comet Wirtanen'in en yakın yaklaşımını yaptığında keşfettiler. Aralık 2018'de Dünya, çok "okyanus benzeri" su buharını uzaya salıyordu.
Wirtanen, uzaya diğerlerinden daha fazla su buharı salan "hiperaktif kuyruklu yıldızlar" adı verilen özel bir kuyruklu yıldız ailesine aittir. Araştırmacılar bunu gözlemlenen H2O ve HDO oranını karşılaştırarak çıkardılar. Dünya okyanuslarının çok özel bir D/H oranı (döteryum/hidrojen oranı) vardır ve Wirtanen'in de aynı oranı paylaştığı görülüyor. Yerden kızılötesi dalga boylarını gözlemlemek imkansız olduğundan (Dünya'nın atmosferi bu dalga boylarını bloke eder), yalnızca uzay teleskopları ve (atmosferin çoğunun üzerinde uçan SOFIA) kuyruklu yıldızların güvenilir gözlemlerini yapabilir.
Başka bir öneri, genç bir Dünya'nın güneşte üretilen oksijen ve diğer ağır elementler tarafından bombalandığını belirtiyor. Oksijen, hidrojen ve gazdan arındırma olarak bilinen bir süreçte Dünya'dan salınan diğer gazlarla birleşerek, yol boyunca Dünya'nın okyanuslarını ve atmosferini oluşturur.
Japonya'nın Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden bir bilim insanı ekibi, kalın bir hidrojen tabakasının bir zamanlar Dünya'nın yüzeyini kaplamış olabileceğini ve nihayetinde gezegenimizin okyanuslarını oluşturmak için kabuktaki oksitlerle etkileşime girebileceğini belirten başka bir teori geliştirdi.
Son olarak, 2017'de rapor edilen bilgisayar simülasyonları , gezegenimizde en azından bir miktar su için daha yakın bir köken önerdi. Buradaki fikir, suyun Dünya'nın mantosunun derinliklerinde gelişebileceği ve sonunda depremler yoluyla kaçabileceğidir.
Ve böylece, suyun Dünya'ya nasıl geldiğini kesin olarak söyleyemesek de, geldiği için şanslı olduğumuzu söyleyebiliriz.
Su neden yaşam için hayati öneme sahiptir?
Su, bu gibi zamanlarda özellikle susuzluğu giderici görünmenin yanı sıra, kavrulmuş gezegenimizde çok sayıda kritik iş gerçekleştirir.
Gökbilimciler güneş sistemimizin dışında yaşam ararken , Satürn ve Jüpiter gibi gaz devlerinin, Merkür ve Venüs gibi sıcak, kayalık gezegenlerin ve Plüton gibi cüce gezegenlerin ötesine bakarlar. Gliese 581d gibi bir ötegezegen bulduklarında dururlar. Gliese 581d, Dünya'dan yaklaşık yüzde 50 daha büyüktür ve Dünya gibi, bir yıldızın yaşanabilir bölgesi olarak bilinen , bir gezegenin sıvı suya sahip olabileceği yıldız tatlı noktasında yörüngede döner . Ve suyun olduğu yerde, muhtemelen hayat olabilir.
Bilim adamlarına suyun yaşamı sürdürmede diğer tüm maddelerden daha iyi olduğunu düşündüren nedir?
Bunun bir nedeni, aksi ispatlanmış bir organizmayı asla keşfetmemiş olmamızdır. Bazı organizmalar diğerlerinden daha azına ihtiyaç duyarken – örneğin siyanobakteri Chroococcidiopsis , o kadar az suya ihtiyaç duyar ki biyologlar Mars'ın kurak yüzeyinde hayatta kalabileceğini düşünürler – bildiğimiz her organizma hayatta kalmak için suya ihtiyaç duyar. Aslında, su olmasaydı, Dünya'da yaşam asla başlayamazdı. Organik bileşiklerin birbirleriyle karışabileceği bir ortam görevi gören su, gezegenin ilk yaşam formlarının oluşumunu kolaylaştırdı, hatta muhtemelen onları güneşin radyasyonundan korudu.
Bu basit başlangıç organizmalarından en karmaşık bitki ve hayvanlara kadar su, o zamandan beri hayatta kalmada kritik bir rol oynadı. İnsanlarda hem çözücü hem de dağıtım mekanizması olarak işlev görür, temel vitaminleri ve besinleri gıdalardan çözerek hücrelere iletir . Vücudumuz ayrıca toksinleri atmak, vücut ısısını düzenlemek ve metabolizmamıza yardımcı olmak için su kullanır. O halde, suyun vücudumuzun yaklaşık yüzde 60'ını oluşturmasına veya onsuz birkaç günden fazla yaşayamamamıza şaşmamalı.
Su, vücudumuzun çalışması için gerekli olmasının yanı sıra, yaşamı çeşitli şekillerde de destekler. Onsuz, mahsul yetiştiremez, hayvan besleyemez veya yemeğimizi (veya bu konuda bedenlerimizi) yıkayamazdık. Su aynı zamanda medeniyeti ilerletmiş, dünyanın her yerine seyahat için bir araç ve fabrikalar için bir güç kaynağı sağlamıştır. Su aynı zamanda buhar olarak da var olabileceğinden, atmosferde depolanabilir ve gezegene yağmur olarak iletilebilir. Dünyanın okyanusları ayrıca gezegenin iklimini düzenlemeye yardımcı olur , yazın ısıyı emer ve kışın serbest bırakır. Ve elbette, aynı okyanuslar sayısız bitki ve hayvana ev sahipliği yapıyor.
Hiç kimse suyun Dünya'daki yaşam için önemine karşı çıkmasa da, su olmadan başka bir yerde yaşamın var olup olamayacağını merak etmek doğru olur. Cevap kocaman bir "belki" dir. Bilim adamları, amonyak ve formamidin en umut verici alternatifler olduğu, yaşamın en azından hayatta kalmak için bir tür sıvı gerektirdiğinden neredeyse eminler. Bununla birlikte, her iki sıvının da kendi sorunları vardır. Sıvı amonyak yalnızca aşırı soğuk sıcaklıklarda bulunur, bu da organizmaların metabolizmayı destekleyecek enerjiyi bulmasını pek olası kılmaz. Formamid ise aslında sudan daha geniş bir sıcaklık aralığında sıvı halde kalır ve su gibi, birçok organik materyali çözebilen bir çözücüdür, ancak şimdiye kadar bilim adamları, çözücünün yaşamı destekleyebileceğine dair çok az kanıt buldular.
Su gerektirmeyen yaşam formları varsa, bunlar Dünya'daki yaşamdan çok farklı olurdu. Örneğin, bu tür bir yaşam karbon bazlı olmaktan ziyade silikon bileşiklerinden kaynaklanabilir. Yakın zamanda yapılan bir araştırma, güneş sistemimizde alternatif bir yaşam formunun gizlenmiş olabileceğini bile öne sürüyor. Satürn'ün yörüngesindeki bir uydu olan Titan'ı inceleyen araştırmacılar, ayın atmosferinde hidrojenin yüzeyde bulunmadığını fark ettiler. Eksik hidrojenin bir açıklaması, yaşam formlarının, tıpkı bizim oksijen tükettiğimiz gibi onu tüketmesidir.
Ancak şimdiye kadar, hayatın su olmadan var olup olamayacağını söylemek için yeterli bilgiye sahip değiliz. Bununla birlikte, Dünya'daki yaşamın kesinlikle yapamayacağını kesin olarak biliyoruz.
