Kimyanın Temellerini Baştan Yazabilecek İki Yeni Tuzlu Su Keşfedildi!
Yeni keşfedilen iki donmuş tuzlu su çeşidi, bilim insanlarına Güneş Sistemi’nde bulunan buzla kaplı haldeki uydularıyla ilgili bir gizemi çözmelerinde yardımcı olabilirler.
Yeryüzünde, doğada bulunabileceklerinden daha yüksek miktardaki basınçlara ve daha düşük sıcaklıklara maruz kaldıklarında, sodyum klorürdeki hidratlanmış haldeki atomlar – daha yaygın olarak tuzlu su buzu olarak bilinirler. Kendilerini daha önce tanımlanmamış, tuzdan da çok daha yüksek oranda su molekülüne sahip yapılarda düzenlediler.
Bu, Jüpiter’in uydusu Europa’nın yüzeyinde bulunan, bilim insanlarının beklediğinden daha fazla sulu görünen bir maddenin garip kimyasını açıklayabilir.
“Günümüzde bilimde temel keşiflere sahip olmak çok nadirdir.’’ Bunlar Washingston Üniversitesi’nden Dünya ve Uzay bilimcisi Baptiste Journaux’un sözleri.
‘’Tuz ve su, Dünya koşullarında çok iyi bilinir. Ama bunun ötesinde, tamamen bilinmezlikteyiz. Şimdi ise, muhtemelen bize çok tanıdık bileşikleri olan bu gezegensel nesnelerin çok egzotik koşullardaki hallerine sahibiz. İnsanların 1800’lerde yaptığı tüm temel mineralojik bilimi yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta yeniden yapmamız gerekiyor. Heyecan verici bir zaman.”
Tuz ve su, yaşadığımız gezegen olan dünyamızda bol miktarda bulunurlar. Birleştirildiğinde, tuz molekülleri bir çözelti oluşturmak için su molekülleri boyunca çözülürler. Tuzun varlığı, tuzsuz suya kıyasla çözeltinin donma noktasını düşürür, yani tuzlu suyun donması daha zordur. Ancak sıcaklık Dünya atmosfer koşullarına göre düşmeye devam ettikçe tuzlu su da eninde sonunda donar. Donduğunda, moleküller kendilerini hidrat olarak bilinen sert bir kafes yapısında düzenlerler.
Dünya’da (laboratuvar ortamının dışında) bu yapının yalnızca bir konfigürasyonu vardır: her iki su molekülü için bir tuz molekülü.
Jüpiter‘in yörüngesinde dönen Europa ve Ganymede gibi uydularda ve Satürn‘ün uydusu olan Enceladus’ta da bilim insanları daha önce tuz ve suya dair kanıtlar buldular, ancak her ikisinin de bulunduğu koşullar Dünya’daki koşullardan oldukça farklı.
Güneş’ten uzakta olup uzayın yakın boşluğuna maruz kalan bu uzak dünyaların yüzeyleri çok fazla miktarda soğuyabilir. Bu gezegenlerdeki buz tabakalarının altında, bazı durumlarda Dünya’daki en derin sulardan 100 kat daha kalın olabilen okyanuslar yatıyordu ve bu da oldukça aşırı basınç ve sıcaklıklara neden oluyordu.
Journaux ve meslektaşları, tuzun buz üretimi üzerindeki etkisini araştırmaya başladılar. Aşırı soğuk koşullar altında bir elmas örs hücresinde küçük bir tuzlu su damlasını sıkıştırarak, sıcaklıkları -123 santigrat dereceye (-190 derece Fahrenheit) düşürürken Dünya’nın atmosfer basıncının 25.000 kat fazlası kadar basınçlar oluşturmayı başardılar. Bundan sonra olanları beklememişlerdi.
Journaux, “Tuzun antifriz görevi gördüğü için tuz eklemenin alabileceğimiz buz miktarını nasıl değiştireceğini ölçmeye çalışıyorduk” diyerek açıklama yaptı. “Şaşırtıcı bir şekilde, baskıyı uyguladığımızda gördüğümüz şey, beklemediğimiz bu kristallerin büyümeye başladığıydı. Çok tesadüfi bir keşifti.” Diyerek devam etti
Deney koşulları altında, araştırmacılar iki yeni tuz ve su molekülü düzenlemesinin ortaya çıktığını gördüler. Birinde her 17 su molekülü için iki tuz molekülü vardı; diğerinde ise bir tuz molekülü için 13 su molekülü vardı. Her ikisi de Dünya’da doğal olarak görülen iki su olan bir tuzdan çok farklı yapıda ve buz uydularında gözlenen sulu kimyasal türlerle tutarlıdır.
Journaux, “Gezegen bilim insanlarının beklediği yapıya sahip” diye ekliyor.
Araştırmacılar, ana etkenin molekülleri bir araya getiren ve onları bir arada yaşamanın yeni yollarını bulmaya zorlayan baskı olduğunu söylüyor. Ancak basınç serbest bırakıldığında bile, yeni tanımlanan hidratlardan biri – 17 su molekülü olan – -50 santigrat dereceye kadar sabit kaldı. Bu, burada Dünya’da da, muhtemelen Antarktika’nın buzunun altında bulunabileceğini gösteriyor.
Bu keşfin buzlu ay gizemini çözüp çözemeyeceğini belirlemek için gelecekteki araştırmaların yapılması gerekecek.
Araştırmacılar, “[Hidratın] kızılötesi spektrumları gelecekteki çalışmalarda belirlenmeye devam ediyor,” diye yazıyor, “Ancak hiperhidratlı yapısı, Europa ve Ganymede yüzeyindeki tanımlanamayan hidrat fazının uzun süredir devam eden gizemini çözebilir.”
Çeviri: Rümeysa BOSTANCIOĞLU
