Bilim insanları, derin mantodan Dünya’nın yüzeyine sızan kayaları inceleyerek keşfi yaptılar.
Dünya’nın kavurucu çekirdeğinin diğer yeraltı katmanlarıyla karışmasında yalnız olmadığı gözlemlendi. Bu buluşla, çekirdekteki içeriğin bir kısmının mantoya sızdığı ve bir kısmının sonunda Dünya yüzeyine ulaştığı tespit edildi.
Araştırmacılara göre, bu buluş on yıllardır süren çekirdek ve mantonun herhangi bir materyali değiş tokuş edip etmediğini sorusunu çözmeye yardımcı oluyor.
Bilim insanlarının şu söyledikleri dikkat çekiyor: “Bulgularımız, bazı çekirdek malzemelerinin bu mantoların tabanına aktarıldığını ve çekirdeğin bu malzemeyi son 2,5 milyar yıldır sızdırdığını gösteriyor.”
Keşif, periyodik tablo içerisindeki 74. element olan metal tungsten (W) sayesinde mümkün oldu. Tungsten için bir flört profili yapılsaydı, bunun bir “Siderofil(siderophile)” veya “demir aşığı” olduğu söylenirdi.
Bu sebeple, Dünya’nın demir ve nikelden oluşan çekirdeğinde çok sayıda tungstenin kalması şaşırtıcı değildir. (Siderofil Element: Metalik demirle birlikte bulunma eğilimi gösteren, atomik özelliği nedeniyle diğer elementlerle kimyasal bileşimler yapmaya elverişli olmayan, nabit metal halinde, elementlerdir.)
Tungsten ayrıca W-182 (108 nötronlu) ve W-184 (110 nötronlu) dahil olmak üzere birkaç izotopu (çekirdeğinde farklı sayıda nötron bulunan bir element) olduğu da gözlenir.
Araştırmacılar, bu izotopların çekirdek sızıntısı sorununu çözmelerine yardımcı olabileceğini fark ettiler.
Diğer bir element olan hafniyum (Hf), bir litofildir, yani kayaları sever ve Dünya’nın silikat bakımından zengin mantosunda bulunabilir. 8,9 milyon yıllık bir yarı ömre sahip olan hafniyumun radyoaktif izotopu Hf-182, bozunarak W-182’ye dönüşür.
Bu da mantonun çekirdekten daha fazla W-182’ye sahip olması gerektiği anlamına geliyor ve çekirdek ile manto katmanının kaynağı arasındaki kimyasal alışveriş, okyanus adası bazaltlarının 182W/184W oranında tespit edilebilir.
Ne yazık ki, tungstendeki bu fark inanılmaz derecede küçük olur: Manto ve çekirdekteki W-182 bileşiminin milyonda yalnızca yaklaşık 200 parça (ppm) farklılık göstermesi bekleniyor.
Böyle bir analizi ise dünyada sadece beşten az sayıda laboratuvar yapabilir. Ayrıca çekirdeği incelemek kolay değil, çünkü yerin yaklaşık 2,900 kilometre derinliğinde başlıyor.
Araştırmalar; Pilbara bölgesiyle, Hint Okyanusu’ndaki Reunion Adası ve Kerguelen Takımadaları’ndaki toprak katmanlarında yapılan çalışma sonucunda keşfedildi.
Pilbara Craton’daki kayalarda bulunan tungsten miktarı, çekirdekten bir sızıntı olduğunu ortaya çıkardı. Araştırmacılar, Dünya’nın ömrü boyunca, Dünya’nın mantosunda W-184 ve W-182 arasındaki farkla aynı oranda, büyük bir değişiklik olduğunu buldu. İlginç bir şekilde, Dünya’nın en eski kayalarının, günümüz kayalarının çoğundan daha yüksek bir farka sahip olduğu keşfedildi.
Dünya yaklaşık 4,5 milyar yaşında. Bununla birlikte, gezegenin en eski manto kayaları, tungsten izotoplarında önemli değişikliğe sahip değildi. Kayalardan elde edilen veriler ise 4,3 milyar ila 2,7 milyar yıl önce, çekirdekten üst mantoya çok az malzeme alışverişi olduğunu veya hiç olmadığını gösteriyor.
Gelgelelim son 2,5 milyar yılda mantodaki tungsten izotop bileşiminin önemli ölçüde değişmesine. Bu neden oldu?
Araştırmacılar, belki bir tahterevalli gibi, Dünya yüzeyinden gelen malzemenin derin mantoya indiğini ve bu yüzey malzemesinin içinde tungsteni etkileyebilecek bir element olan oksijenin bulunabileceğini söylüyorlar.
Diğer bir taraftan deneyler, çekirdek-manto sınırındaki oksijen konsantrasyonundaki artışın, tungstenin çekirdekten ayrılmasına neden olabileceğini gösteriyor.” Başka bir olası neden, Dünya oluştuktan sonra iç çekirdeğin giderek katılaşmasıyla, dış çekirdekteki oksijen konsantrasyonunun artması olabilir.
Bilim insanlarının son açıklamasına göre durum buysa, yeni sonuçlar, Dünya’nın manyetik alanının kökeni de dahil olmak üzere, çekirdeğin evrimi hakkında bir şeyler söyleyebilir.
Ayşe Nur ESEN
