Jeofizikçilerin Dünya’nın merkezindeki gizemi: Antik bir gezegenin kalıntıları

Dünya’nın merkezinin yakınında, kıta büyüklüğünde iki dev madde yığını bulunuyor. Bu yığınlar, milyarlarca yıl önce Ay’ı oluşturan dev bir çarpışmanın sonucunda ortaya çıkmış olabilir. Bu çarpışmada, Dünya ile Theia adlı antik bir gezegen çarpışmış ve Theia’nın büyük bir kısmı Dünya’nın yapısına karışmıştır. Bu yazıda, bu heyecan verici araştırmanın detaylarını ve sonuçlarını sizlerle paylaşacağız.

Dünya’nın merkezindeki iki madde yığını, düşük hızlı geniş alanlar (LLVP) olarak adlandırılıyor. Bunlar, Dünya’nın manto tabakasının en altında, çekirdeğin yakınında yer alıyor. Her biri Ay’ın iki katı büyüklüğünde olan bu yığınlar, kendilerini çevreleyen mantodan farklı element oranlarına sahipler. Bu da onların sismik dalgaları farklı şekilde etkilemesine neden oluyor.

Sismik dalgalar, Dünya’nın içindeki depremler veya diğer kaynaklardan yayılan ses dalgalarıdır. Bu dalgalar, farklı maddelerden farklı hızlarda geçerler. Bu sayede, bilim insanları Dünya’nın iç yapısını inceleyebilirler. LLVP’ler, sismik dalgaların hızını düşürdükleri için, düşük hızlı geniş alanlar olarak adlandırılıyor.

LLVP’ler 1980’li yıllarda keşfedildiğinden beri, bilim insanları bunların kökenini ve doğasını merak ediyorlar. LLVP’ler nereden geldi? Nasıl oluştu? Ne zaman oluştu? Ne tür elementler içeriyor? Bu sorulara cevap arayan birç of araştırma yapıldı, ancak kesin bir sonuca ulaşılamadı.

California Teknoloji Enstitüsünde (Caltech) çalışan bir ekip, bu sorulara yeni bir cevap önerdi. Nature dergisinde yayımlanan çalışmalarında, LLVP’lerin antik bir gezegenin kalıntıları olduğunu ileri sürdüler. Bu gezegen, Dünya ile milyarlarca yıl önce çarpışan ve Ay’ı oluşturan Theia’dır.

Theia, Mars büyüklüğünde bir gezegendi ve Güneş Sistemi’nin erken döneminde Dünya ile aynı yörüngede bulunuyordu. Yaklaşık 4.5 milyar yıl önce, Theia Dünya ile şiddetli bir şekilde çarpıştı. Bu çarpışma sonucunda, Theia’nın büyük bir kısmı Dünya’nın yapısına karıştı ve geriye kalan parçalar da Ay’ı oluşturdu.

Bu teoriye dev çarpışma teorisi deniyor ve Ay’ın kökenini açıklamak için en yaygın kabul gören teoridir. Ancak bu teorinin bir sorunu vardır: Theia’nın izini bulmak zordur. Eğer Theia Dünya ile çarpıştıysa, onun izlerini Dünya’da veya Ay’da görmemiz gerekir. Ancak ne asteroit kuşağında ne de gök taşlarında Theia’ya ait bir iz bulunabilmiştir.

Caltech ekibi, bu sorunu çözmek için yeni bir yaklaşım geliştirdi. Ekip, Theia’nın büyük bir kısmının gençlik dönemindeki Dünya’nın yapısına karıştığını ve LLVP’leri oluşturduğunu öne sürdü. Bu şekilde, Theia’nın izleri Dünya’nın merkezinde saklanmış olabilir.

Ekip, bu hipotezi test etmek için bilgisayar simülasyonları kullandı. Simülasyonlarda, Theia’nın çarpışma sonucunda Dünya’nın manto tabakasına karıştığı ve orada yoğunlaştığı görüldü. Bu yoğunlaşma, Theia’nın element oranlarının mantodan farklı olmasından kaynaklanıyordu. Özellikle, Theia daha fazla demir ve nikel içeriyordu. Bu elementler, sismik dalgaların hızını düşürüyordu.

Simülasyonlarda, Theia’nın kalıntıları Dünya’nın merkezine doğru çekildi ve orada iki büyük yığın oluşturdu. Bu yığınlar, LLVP’lerin boyutu, şekli ve konumuyla uyumlu çıktı. Ayrıca, simülasyonlarda LLVP’lerin yaşının da Ay’ın yaşına yakın olduğu görüldü.

Ekip, bu sonuçların LLVP’lerin Theia’nın kalıntıları olduğunu desteklediğini söyledi. Ekip, bu hipotezin hem dev çarpışma teorisini hem de LLVP’lerin kökenini açıkladığını belirtti. Ekip, bu hipotezin daha fazla test edilmesi gerektiğini de vurguladı.

Bu araştırma, Dünya’nın ve Ay’ın tarihine ışık tutuyor. Aynı zamanda, Dünya’nın merkezindeki gizemli yığınların ne olduğunu anlamamıza yardımcı oluyor. Bu yığınlar, antik bir gezegenin izlerini taşıyor olabilir. Bu gezegen, Dünya ile çarpışarak Ay’ı doğurmuş olabilir.

Bu yazının kaynağı: Yuan Q., Asimow P.D., Gurnis M., 2021. Theia’s mantle remnants in Earth’s lowermost mantle and their relation to the lunar-forming giant impact. Nature 598: 83-87.