Antik Okyanusların ve Gezegensel Çarpışmaların Kalıntısı: Bilim Adamları Dünyanın Gizemli D” Tabakasına Yeni Bir Işık Tuttu...

Bir çalışma, Dünya'nın çekirdek-manto sınırına yakın D” katmanının, büyük bir çarpışma sonucu oluşan magma okyanusundan oluştuğunu öne sürüyor. Bu okyanustaki sudan oluşan demir-magnezyum peroksit, D” katmanının benzersiz bileşimini ve heterojenliğini açıklıyor. Yeni araştırmalar, Dünya'nın çekirdek-manto sınırındaki gizemli D” katmanının, erken devasa bir çarpmanın kalıntılarından oluşmuş olabileceğini ve demir açısından zengin peroksitin, benzersiz ve kalıcı özelliklerinde önemli bir rol oynadığını öne sürüyor.

Dünyanın derinliklerinde D” katmanı adı verilen gizemli bir katman bulunmaktadır. Yaklaşık 3000 kilometre aşağıda bulunan bu bölge, gezegenin erimiş dış çekirdeği ile katı mantosu arasındaki sınırın hemen üzerinde yer alıyor. Mükemmel bir kürenin aksine, D” katmanı şaşırtıcı derecede düzensizdir. Kalınlığı bir yerden diğerine büyük ölçüde değişir; hatta bazı bölgelerde D” katmanı tamamen yoktur; tıpkı kıtaların Dünya okyanuslarının üzerinde yükselmesi gibi. 

Bu ilginç varyasyonlar, D katmanını heterojen veya tekdüze olmayan bir bölge olarak tanımlayan jeofizikçilerin dikkatini çekti. Dr. Qingyang Hu (Yüksek Basınç Bilimi ve Teknolojisi İleri Araştırma Merkezi) ve Dr. Jie Deng ( Princeton Üniversitesi ) liderliğindeki yeni bir çalışma, D” katmanının Dünya'nın ilk günlerinden kaynaklanabileceğini öne sürüyor. Teorileri, Mars büyüklüğünde bir nesnenin proto-Dünya'ya çarptığını ve sonrasında gezegen çapında bir magma okyanusu yarattığını öne süren Dev Çarpma hipotezine dayanıyor. D” katmanının, bu devasa çarpışmadan kalan benzersiz bir bileşim olabileceğine ve potansiyel olarak Dünya'nın oluşumuna dair ipuçları barındırabileceğine inanıyorlar.

Magma Okyanusunda Su 

Dr. Jie Deng, bu küresel magma okyanusunda önemli miktarda su bulunduğunun altını çiziyor. Bu suyun kesin kökeni bir tartışma konusu olmaya devam ediyor; bulutsu gazı ve magma arasındaki reaksiyonlar yoluyla oluşumu veya kuyruklu yıldızlardan doğrudan dağıtım dahil olmak üzere çeşitli teoriler önerildi. 

Dr. Deng şöyle devam ediyor: "Genel görüş, suyun soğudukça magma okyanusunun dibine doğru yoğunlaştığını gösteriyor. Son aşamalara gelindiğinde, çekirdeğe en yakın magma, Dünya'nın günümüz okyanuslarıyla karşılaştırılabilecek miktarda su içeriyor olabilir." Magma okyanusunun dibindeki aşırı basınç ve sıcaklık koşulları, su ve mineraller arasında beklenmedik reaksiyonları teşvik eden eşsiz bir kimyasal ortam yaratmış olabilir. 

Dr. Qingyang Hu şöyle açıklıyor: "Araştırmamız, bu sulu magma okyanusunun, demir-magnezyum peroksit adı verilen, demir açısından zengin bir fazın oluşumunu desteklediğini gösteriyor." (Fe, Mg)O2 formülüne sahip bu peroksit, alt mantoda beklenen diğer ana bileşenlerle karşılaştırıldığında demiri daha da güçlü bir şekilde tercih ediyor. "Hesaplamalarımıza göre demire olan yakınlığı, demir ağırlıklı peroksitin birkaç ila onlarca kilometre kalınlığında katmanlar halinde birikmesine yol açmış olabilir.

Demir açısından zengin bu peroksit fazının varlığı, mevcut anlayışımızdan saparak D” katmanının mineral bileşimini değiştirecektir. Yeni modele göre, D'deki mineraller yeni bir topluluğun hakimiyetinde olacaktır: demir açısından fakir silikat, demir açısından zengin (Fe, Mg) peroksit ve demir açısından fakir (Fe, Mg) oksit. 

Bu demir ağırlıklı peroksit aynı zamanda düşük sismik hızlara ve yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir, bu da onu D” katmanının benzersiz jeofiziksel özelliklerini açıklamak için potansiyel bir aday haline getirmektedir. Bu özellikler, her ikisi de D” katmanının iyi bilinen bileşimsel heterojenliğine katkıda bulunan ultra düşük hız bölgelerini ve yüksek iletkenliğe sahip katmanları içerir. Qingyang, "Bulgularımız, magma okyanusu içindeki antik sudan oluşan demir açısından zengin peroksidin, D" katmanının heterojen yapılarını şekillendirmede çok önemli bir rol oynadığını gösteriyor" dedi. 

Bu peroksidin demire olan güçlü ilgisi, bu demir açısından zengin yamalar ile çevredeki manto arasında keskin bir yoğunluk kontrastı yaratır. Esasen, bir yalıtkan görevi görerek bunların karışmasını önler ve alt mantonun tabanında gözlemlenen uzun süreli heterojenliği potansiyel olarak açıklar. Jie şunları ekledi: "Bu model, en son sayısal modelleme sonuçlarıyla iyi uyum sağlıyor ve en alttaki mantonun heterojenliğinin uzun ömürlü bir özellik olabileceğini öne sürüyor."