Jeofizikçiler 1980’lerde şaşırtıcı bir şey keşfetmişler ve Dünya’nın merkezinin yakınında, kıta boyutunda iki adet olağandışı madde yığını olduğunu görmüşlerdi. Bunlardan biri Afrika kıtasının, diğeri ise Pasifik Okyanusu’nun altında duruyor. Her biri Ay’ın iki katı boyutunda olan bu yığınlar, muhtemelen kendilerini çevreleyen manto tabakasından farklı oranlarda element içeriyorlar.
Resmi adı düşük hızlı geniş alanlar (LLVP) olan bu tuhaf yığınlar nereden gelmişti? California Teknoloji Enstitüsünde çalışan bilim insanları öncülüğünde yürütülen yeni bir araştırmada bunların, milyarlarca yıl önce Ay’ı meydana getiren aynı dev çarpışmada Dünya ile şiddetli biçimde çarpışan antik bir gezegenin kalıntıları olduğu ileri sürülüyor.
Dört gün önce Nature bülteninde yayımlanan çalışmada ayrıca, gezegen bilimindeki bir başka gizeme de cevap sunuluyor. Araştırmacılar uzun bir süredir Ay’ın, Dünya ve Theia isimli daha ufak bir gezegen arasında gerçekleşen dev çarpışmanın sonucunda ortaya çıktığını düşünüyordu. Fakat ne asteroit kuşağında, ne de gök taşlarında Theia’ya ait bir iz bulunabilmişti. Araştırmacıların yeni çalışması, Theia’nın büyük bir bölümünün gençlik dönemindeki Dünya’nın yapısına karıştığını ve LLVP’leri meydana getirdiğini, çarpışmadan geriye kalan enkazların ise bir araya gelerek Ay’ı meydana getirdiğini söylüyor.
Araştırmaya, jeoloji ve jeokimya profesörü Paul Asimow ile Caltech’in Sismoloji Laboratuvarı müdürü, Schmidt Yazılım Mühendisliği Akademisi müdürü ve jeofizik profesörü Michael Gursin’in laboratuvarlarında çalışan doktora sonrası araştırma görevlisi Qian Yuan öncülük etmiş.
Bilim insanları LLVP’leri ilk olarak Dünya boyunca yolculuk eden sismik dalgaları ölçerek keşfetmişler. Sismik dalgalar farklı maddelerden farklı hızlarda geçiyor. Dünya’nın derinliklerindeki büyük ölçekli, üç boyutlu çeşitliliklere yönelik ilk işaretler 1980’li yıllarda ortaya çıkmış. Bu sismik dalga örüntüsüne, manto tabakasının en derinlerinde Dünya çekirdeğinin yakınındaki iki büyük yapının imzasının hakim olduğu görülüyor. Araştırmacılara göre bu yapılar olağan dışı seviyede yüksek demir barındırıyor. Bu yüksek demir içeriği, söz konusu bölgelerin etraflarından daha yoğun olduğu ve içlerinden geçen sismik dalgaları yavaşlattıkları anlamına geliyor. Bu sayede “düşük hızlı geniş alanlar” ismine yol açıyorlar.
Jeofizik eğitimi gören Yuan, 2019 yılında Arizona Eyalet Üniversitesinde çalışan profesör Mikail Zolotov’un gezegen oluşumuyla ilgili verdiği bir seminere katılmış. Zolotov dev çarpışma hipotezini sunarken, Qian Ay’ın demir bakımından görece zengin olduğunu belirtmiş. Zolotov, Dünya ile çarpışmış olması gereken cisme ait hiçbir izin bulunamadığını eklemiş.
“Mikail Dünya’ya çarpan bu cismin nerede olduğunun bilinmediğini aktardıktan hemen sonra, içimden ‘Buldum!’ demiş ve demir yönünden zengin olan bu cismin manto yığınlarına dönüşmüş olabileceğini fark etmiştim” diyor Yuan.
Yuan disiplinler arası ortaklarla beraber çalışarak, Theia’nın kimyasal bileşimine ve Dünya ile çarpışmasına yönelik farklı senaryolar modellemiş. Yapılan canlandırmalar, çarpışma fiziğinin hem LLVP’lerin hem de Ay’ın oluşmasına yol açmış olabileceğini doğrulamış. Theia’nın manto tabakasının bir kısmı, Dünya’nın manto tabakasıyla birleşmiş olabilir. Bu tabaka nihayetinde kümeleşip kristalleşerek, günümüzde Dünya’nın çekirdek-manto sınırında tespit edilebilen iki farklı yığını meydana getirmiş olmalı. Çarpışmadan çıkan diğer enkazlar ise birbirine karışarak Ay’ı oluşturmuş.
Böylesine şiddetli bir çapışmanın gerçekleştiği göz önüne alındığında, Theia’daki maddeler neden oluşan gezegenin geri kalanıyla karışmak yerine kümelenip iki ayrı yığın haline gelmişti? Araştırmacıların yürüttüğü canlandırmalar, Theia’nın çarpmasıyla çıkan enerjinin büyük bir kısmının manto tabakasının üst yarısında kaldığını ve Dünya’nın alt manto tabakasının daha düşük çözünürlüklü önceki modellerde tahmin edilenlere göre daha soğuk bıraktığını gösteriyor. Alttaki manto tabakası çarpışmayla tamamen erimediğinden, Theia’dan gelen demir yönünden zengin madde yığınları, manto tabakasının dibine doğru geçerken büyük oranda bozulmadan kalmış; tıpkı kapatılan bir lav lambasındaki renkli parafin mumu yığınları gibi. Alt manto daha sıcak olsaydı (yani çarpışmadan daha fazla enerji alsaydı), farklı boyaların bulunduğu bir kova çalkalandığı zaman olduğu gibi demir yönünden zengin olan bu maddeyle daha iyi karışırdı.
Araştırmacıların sonraki adımları, Theia’nın Dünya’nın derinliklerine geçen heterojen maddelerinin, gezegenin o zamanki iç süreçlerini nasıl etkilemiş olabileceğini incelemek olacak.
“LLVP’lerin Theia’nın kalıntıları olduğu görüşünün mantıksal bir sonucu da bunların çok antik olması” diyor Asimow. “Dolayısıyla şartlar çağdaş tipteki levha tektonikleri bakımından uygun olmadan önce subdüksiyonun başlangıcı, ilk kıtaların oluşumu ve hayatta kalan en eski karasal minerallerin kökenleri gibi Dünya’nın ilk zamanlardaki evriminde ne gibi sonuçlar doğurduklarını araştırmak mantıklı görünüyor.”
Yazar: Lori Dajose/California Teknoloji Enstitüsü. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
