Dünya'nın Çekirdeği Milyarlarca Yıldır Hidrojen Sızdırıyor Olabilir.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Wenzhong Wang liderliğindeki bir araştırma ekibi, Dünya'nın derinliklerindeki hidrojen hareketlerini inceledi. Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, gezegenin metalik çekirdeği milyarlarca yıl boyunca çevresindeki manto tabakasına hidrojen sızdırmış olabilir.

Bu bulgu, özellikle İzlanda ve Kanada'nın Arktik bölgesindeki Baffin Adası gibi noktalarda püsküren volkanik lavların içeriğiyle ilgili uzun süredir devam eden bir tartışmaya ışık tutuyor.

Lavlardaki gizemli izler

Dünya'nın oluşum sürecinde, metalik çekirdeği çevreleyen erimiş kayaçlardan oluşan küresel bir magma okyanusu vardı. Bu okyanus zamanla soğuyup kristalleşerek manto tabakasını oluşturdu.

Günümüzde, mantonun derinliklerinden yüzeye yükselen magma akıntıları volkanik patlamalara yol açtığında, lavlar gezegenin en derin noktalarından gelen hidrojen izlerini taşıyabiliyor.

Hidrojen, doğada standart hafif hidrojen ve döteryum adı verilen daha ağır bir versiyon olmak üzere iki kararlı formda bulunur. Çoğu volkanik kayaçta bu iki formun oranı normal seviyelerdeyken, bazı derin manto kaynaklı lavlarda döteryum oranı şaşırtıcı derecede düşük çıkıyor.

Simülasyonlar neyi ortaya çıkardı?

Araştırmacılar, bu düşük döteryum izinin kaynağını belirlemek için yerin binlerce kilometre altındaki koşulları taklit eden gelişmiş bilgisayar simülasyonları kullandı. Ekip, erimiş kayaçlar soğuyup farklı minerallere dönüştüğünde iki hidrojen formunun nasıl davrandığını analiz etti.

Çalışma sonucunda, antik magmanın soğuması sırasında hidrojenin manto genelinde nispeten eşit dağıldığı görüldü. Farklı derinliklerde küçük oran farkları olsa da, bunlar Baffin Adası veya İzlanda'daki lavlarda görülen ekstrem düşük döteryum seviyelerini açıklamaya yetmedi.

"Sonuçlarımız, magma okyanusu kristalleşmesinin Dünya'nın mantosu içinde önemli bir hidrojen izotop fraksiyonasyonu üretmediğini kanıtlıyor." — Çalışma Yazarları

Çekirdek sızıntısı teorisi

Magma okyanusunun donma süreci bu sıra dışı kimyasal izleri açıklayamadığı için, araştırmacılar sızıntının doğrudan metalik çekirdekten geldiği sonucuna vardı. Düşük döteryumlu hidrojenin, milyarlarca yıl içinde çekirdekten çevredeki mantoya sızdığı savunuluyor.

Bu teoriyi destekleyen bir diğer kritik veri ise helyum oranlarıdır. Söz konusu volkanik kayaçlarda, helyum-3'ün helyum-4'e oranının alışılmadık derecede yüksek olduğu saptandı. Helyum-3, milyarlarca yıl boyunca Dünya'nın çekirdeğinde korunmuş olabilecek nadir bir helyum formudur.

Gelecekteki araştırmaların odağı

Çalışma, çekirdekten sızıntı olduğu yönündeki iddiaları güçlendirse de, materyallerin çekirdekten mantoya tam olarak nasıl geçtiği henüz bilinmiyor. Maddelerin bu geçişi gerçekleştirdiği mekanizmalar, gelecekteki bilimsel çalışmaların temel hedefi olarak belirlendi.

Ne kanıtlıyor, ne kanıtlamıyor

Bu araştırma, manto tabakasındaki düşük döteryum oranlarının erken dönem magma soğumasıyla oluşmadığını güçlü bir şekilde gösteriyor. Ancak çekirdekten mantoya geçişin fiziksel olarak nasıl gerçekleştiği, hangi basınç veya sıcaklık değişimlerinin bunu tetiklediği henüz kanıtlanmış değil.