Dünyamız oluştuğunda ilk başlarda değişken olmayan bir yapıdaydı. Ancak daha sonra sürekli çarpışmalar yaşadıktan ve büyümekte olan kütleler dünyamızı ısıtmaya başlayınca, içteki tabakalar değişmeye başladı: Özellikle demir ve nikel gibi ağır elementler çekirdeğe doğru çökerken, silikatlar ve kayaç oluşturan mineraller yer mantosunu ve kabuğu oluşturdu. Fakat dünyamızın çekirdeği hala gizemli. Mesela sismik ölçümler özellikle de dıştaki sıvı çekirdeğin demir ve nikelden başka elementleri de barındırması gerektiğini gösteriyor. Yoğunluğu saf metal alaşımı için yeterli değil. Ayrıca farklılaşma sırasında hangi hafif elementlerin çekirdeğe çöktüğü de hala tartışmalı.
Tokyo Üniversitesi’nde Shoh Tagawa ile çalışan ekip çekirdekte aranan hafif elementin hidrojen olup olmayacağını incelediler. Hidrojen, demir zengini çekirdek için ilke olarak en olası katkılardan biri. Normal ve orta derece basınçta bu element demirden çok silikatla birleşme eğiliminde. Dünyamızda bilinen sıcaklıklar ve basınçla hidrojen, demirle birleşmiyor. Fakat araştırmacılar bunun uç koşullarda gerçekleşip, gerçekleşmeyeceğini öğrenmek için, demir ve su zengini silikatı, 30-60 gigapaskallık basınca sahip bir elmas tabanlı hücrenin içine yerleştirdi ve karışımı 2800-4300 dereceye kadar ısıttılar. Bu aşağı yukarı dünyamızın çekirdek oluşumu sırasındaki sıcaklığa denk geliyor.
Sürpriz sonuca göre bu uç koşullarda sudan ayrılan hidrojen, silikatta kalmak yerine erimiş demirde çözündü. Milyonda 5.300 ila 26.00 parça (ppm) ağırlık oranıyla, hafif elementin katkısı beklenenden çok daha yüksek çıktı. Buna karşın silikat eriyiklerinde, sadece 90 ila 470 ppm hidrojen su şeklinde bulundu. Bu sonuçlar, dünyamızın çekirdeğinin oluşumu sırasında metallerin silikatlardan ayrıldığı koşullar altında, hidrojenin siderofil (metal seven) doğasının ne kadar güçlü olduğunu gösteriyor ki bu da hidrojenin çekirdekte önemli bir hafif element olabileceği anlamına geliyor.
Bu deneysel verilerden yola çıkan araştırmacılar, bir model yardımıyla gezegenimizin erken dönemlerde, çekirdeğe ne kadar hidrojen ulaştığını tasardılar. Bunun için de ilk önce gelişmekte olan genç dünyanın, gezegen yapıtaşlarının çarpmasıyla ne kadar suyun birikebileceğini belirlediler. Araştırmacıların sonuçları ayrıca izotop karşılaştırmalarına dayanarak, hidrojenin çekirdeğe çöktüğünü söyleyen daha önceki bir araştırmanın sonuçlarıyla da örtüşüyor. Bu aynı zamanda dünyamızın çekirdeğinde, dünyadaki tüm denizlerden yüzde yetmiş daha fazla hidrojen içerdiği anlamına gelir. Bu hidrojen o zamanlar yüzeyde kalsaydı, dünyamızda hiçbir zaman kıta oluşmaz ve bildiğimiz yaşam gelişmezdi. Dünyamız belki de bir su gezegeni olarak kalırdı diyor araştırmacılar.
Nilgün Özbaşaran Dede
