Dünyanın Derinliklerinde Yeraltı Okyanusu Bulundu

Alberta Üniversitesi jeologlarından Graham Pearson, Brezilya’nın Mato Grosso arazisinde bulduğu kahverengi elmasın içinde su kabarcıkları keşfetti. Bu da yerkabuğundan 440 ila 660 km derinde global bir yeraltı okyanusu olduğunu gösteriyor. Yeraltı okyanusu Dünya’daki depremleri kontrol ediyor.

Dünyanın merkezine seyahat

İçinde su kabarcığı bulunan elmaslar yerin yüzlerce kilometre altında yüksek basınç ve sıcaklık altında oluştuğuna göre bunun iki açıklaması olabilir:

Ya yeraltında, üst manto tabakası ile alt manto tabakası arasındaki geçiş bölgesinde bütün Dünya’yı kuşatan dev bir okyanus var ya da geçiş tabakası, mikroskobik gözeneklerinde su damlacıkları içeren ıslak kayalardan oluşuyor. Bu tabaka 440 ila 660 km derinlikte yer alıyor.

İlgili yazı: Bir Gezegenin Çöküşü >> Güneş’e en yakın dünya Merkür elma gibi kuruyup büzülüyor

 

Jules Verne haklı mı?

İçi boş gezegenimizin içinde tarih öncesi canlıların yaşadığı saklı bir dünya hayal eden Jules Verne, eski çağ efsanelerinden esinlenen bu görüşünü Dünyanın Merkezine Seyahat adlı romanında ölümsüzleştirmişti.

Bu nedenle bilim insanları da ilk önce Dünya’nın içinde gerçek bir yeraltı okyanusu olduğunu düşündüler. Jules Verne’in altın çağından 150 yıl sonra, 2000’lerde yaşayan modern yerbilimcilerin böyle bir hayale nasıl kapıldığına şaşıyorsanız hiç şaşırmayın.

İlgili yazı: Cassini sondasından Satürn ve uydularının en güzel 17 fotoğrafı

 

Güneş Sistemi’nin buzlu uyduları

Jüpiter’in uydusu Ganymede, Callisto ve en önemlisi de Europa’da global buz altı okyanusları var. Satürn’ün uydusu Titan ve Enceladus’ta da yeraltı okyanusları bulunuyor. Hatta Titan yüzeyinde sıvı metan gölleri, bunların altında soğukta taş kesilmiş buz tabakası, buzun altında ise deniz suyu var!

O yüzden bilim insanları önce Dünya gezegeninde de yeraltı okyanusu bulmuş olabileceklerini düşündüler. Ancak, son araştırmalar ıslak kaya modelinin geçerli olduğunu gösteriyor. Macun kıvamındaki sıcak kayalardan oluşan manto tabakası ıslak kayaların üstünde kolayca kayarak dönüyor.

İlgili yazı: Bir Gezegenin Doğuşu >> Bebek gezegenler genç yıldızı saran bulutun arkasından göz kırpıyor

 

Bu da depremleri etkiliyor

Dünyada Neden Deprem Oluyor yazımda belirttiğim gibi, gezegenimizin sıvı dış çekirdeği manto tabakasının çekirdeğin üstünde kaymasını kolaylaştıran motor yağı işlevi görüyor. Bu da kıtaların kaymasına ve depremlere yol açıyor.

Yeraltı okyanusu da üst manto tabakasının alt manto tabakasının üzerinde kolayca dönmesini sağlıyor. Buna şükretmek için çok sebebimiz var; ama en önemli sebebi depremler.

Eğer üst manto alt mantonun üstünde yağlanmamış makine parçaları gibi sürtüne sürtüne dönseydi dünyada çok şiddetli depremler olur ve taş üstünde taş kalmazdı. Yeraltı okyanusu aynı zamanda gezegenimizde hayatı mümkün kıldı. Nasıl oluyor derseniz okuduğunuz yazı bunun için yazıldı.

İlgili yazı: Yabancı Dünyalar Rehberi >> Güneş Sistemi dışındaki en sıra dışı 10 gezegen

 

Vizyoner bilimkurgu yazarı

Jules Verne internetin geleceğini 1863’te tahmin etti ve diğer bazı öngörüleri de 150 yıl sonra, yani günümüzde gerçek çıktı. Gerçi Dünyanın Merkezine Seyahat romanındaki yeraltı ormanları hakkında yanılıyordu:

Dünya’nın yüksek sıcaklık ve basınç altında sıkışıp ezilen yeraltı katmanlarında ormanlar yok. Yüzlerce kilometre derinde dev mağaralar yer almıyor ve Dünya’nın içyapısı hayata elverişli değil; ama Verne yeraltı okyanusu konusunda kısmen haklı çıktı. Böyle uçuk bir konuda haklı çıkmayı herkes beceremez.

İlgili yazı: Uzayda Uzaylı Göstergesi Dyson Küresi mi Var? >> Kepler teleskopu uzak yıldızda ne buldu?

 

Islak dünya

Jüpiter ve Satürn uyduları büyük ölçüde buzdan oluşuyor. Bu yüzden yeraltında basınca dayalı yüksek sıcaklık nedeniyle buzun erimesi ve okyanusa dönüşmesi kolay. Peki, kayalık bir gezegenin içi nasıl ıslak olabilir?

Gezegenimizin derinlikleri erimiş kaya tabakalarından (lav denizleri) oluşmuyor mu? 600 km derinlikte sıcaklık yüzlerce dereceye ulaşmıyor mu? Bu şartlar altında yeraltında nasıl bir okyanus olabilir veya kızgın kayalar nasıl ıslak kalabilir? Hemen cevaplayalım.

İlgili yazı: Büyük Patlama Sanatı >> Bu artist Evren ve uzayın doğumunu resmediyor

 

Kaşıkçı elması

Bu yazıyı okuduktan sonra Topkapı Sarayı’nda sergilenen Kaşıkçı Elması’na bir daha asla aynı gözle bakmayacaksınız. 70’lerin Hollywood soygun filmlerine esin kaynağı olan elmaslar zengin olmak isteyen insanların, sanatçılar ve koleksiyoncuların rüyalarını süslüyor.

3,5 km derinliğe erişen Güney Afrika madenlerinde hayatını kaybeden fedakar madencileri de hesaba katarsak, elmasların insan uygarlığına büyük damga vurduğunu, tarih boyunca Afrika’da birçok ülkenin kurulmasına yok olmasına yol açtığını söyleyebiliriz.

İlgili yazı: İnsanlar Venüs’ü havadan zeplinle keşfedecek

 

Islak elmas

Ancak, Alberta Üniversitesi jeologlarından Graham Pearson’a göre elmas hikayesinde bu daha başlangıç ve anlaşılan elmaslar sadece dünya tarihini değil, jeoloji tarihini de değiştirecek. Yeryüzünün derinliklerinde ıslak elmas ve kayalardan oluşan global bir yeraltı okyanusu var.

Pearson bir elmas uzmanı ve Brezilya’nın Mato Grosso arazisinde (Mister No çizgi romanları okuyanlar bilir) kirli bir elmas buldu. Jeologlar içine azot gazı kabarcıkları karıştığı için bildiğimiz ışıltılı beyaz elmaslar yerine koyu bir renk alan bu taşları kahverengi elmas olarak adlandırıyor.

Kahverengi elmas tek başına Dünya’daki yeraltı okyanusu için kanıt oluşturmuyordu, ama Pearson 3 mm çapındaki bu sıradan ve değersiz elmasın içinde ringwoodite denilen bir mineral buldu. Bu mineral yüzde 1,5 oranında su içeriyordu (İng. okunuşu: Ringvudayt).

İlgili yazı: Oval Gezegen >> Güneş Sistemi’nin yassı cüce gezegeni Haumea ile tanışın

 

Ne olmuş?

Tabii böyle düşünebilirsiniz. 600 km derinden çıkan 3 mm’lik taşın içinde mikroskobik bir su damlası olması global yeraltı okyanusunun varlığını kanıtlamaz diyebilirsiniz.

Ancak asıl şöyle düşünün: 600 km derindeki yüksek sıcaklık ve basınca rağmen 3 mm’lik bir taş bile bir damla su içeriyorsa yeraltı katmanlarının sırılsıklam olması gerekmez mi?

 

Yeraltı suyunun peşinde

Ringwoodite manto tabakasının derinliklerinde, yüksek basınç altında kalan olivin mineralinin dönüşüm geçirmesiyle oluşuyor.

Bu mineral yeryüzünde sadece yüksek basınç ve sıcaklığa yol açan göktaşı çarpışmalarında ortaya çıkıyor veya laboratuar ortamında yapay olarak yaratılıyor (Göktaşı çarpışmaları için Scientific American kitaplığından Türkçeye çevirdiğim ve Kozmik Çarpışmalar kitabına bakabilirsiniz).

Neden yerkabuğunda ringwoodite yok derseniz sebebi, bu mineralin deniz seviyesindeki düşük basınçta eski haline geri dönmesi ve tekrar olivine dönüşmesi. Pearson çok şanslıydı: Ringwoodite, yeryüzünün derinliklerinde yüksek basınç altında oluşan bir kahverengi elmasın içine sıkışmıştı. Bu sayede volkanik hareketlerle yeryüzüne çıkarken bozulmadan kalmıştı.

İlgili yazı: Cüce gezegen Ceres’te Hayat Var mı? >> Ceres yüzeyindeki beyaz noktaların sırrı çözüldü

 

Çok önemli detay

Elmaslar ve ringwoodite Dünya’nın derinliklerinde oluştuğuna göre, ringwodite’ın içinde sıkışan su damlacıklarının da en az 440 kilometre derinlikteki bir ıslak kaya tabakasından gelmesi gerekiyordu.¹

Almanya Bayreuth Üniversite’sinden Hans Keppler buna hiç şaşırmadı: “Yüksek basınçlı laboratuar deneyleri, manto tabakasının derinliklerinde, yüzey okyanuslarının toplamı kadar büyük bir su rezervuarı bulunduğunu gösteriyordu.”

Çok önemli detaya gelince: Ringwoodite su içeriyorsa bu iki şeyi gösteriyor. Öncelikle yeraltı okyanus suyunun volkanik faaliyetlerle yeryüzüne çıkabildiğini. İkincisi de yeraltı suyu ile yüzey okyanusları arasında bir bağlantı olabileceğini. Dünyaya can veren doğal klima için kritiktir, aklınızda tutun.

İlgili yazı: Mars’tan Plüton’a 25 Resimli Güneş Sistemi Turu

 

Lavların kökeni

Öncelikle yanlış bilinen bir şeyi düzeltelim: Dünya’nın iç kısımları erimiş kayalardan oluşmuyor ve yeryüzünün derinliklerinde büyük lav denizleri yok.

Üstte okyanus tabanı ve anakaralardan oluşan katı bir kabuk var. Dünya kabuğunun derinliği maksimum 100 km. Yerkabuğunun alt katmanları ise çok daha sıcak ve yüksek basınç altında. Ancak, Dünya’nın yarıçapı 6000 km olduğu için yerkabuğu Dünya’nın geri kalanına göre çok ince kalıyor.

2925 km derinliğe uzanan kalın manto tabakasıyla karşılaştırıldığında yerkabuğu aynı zamanda çok hafif kalıyor. Bu sebeple 100 km derinde 1000 dereceye kadar ısınan kayaları katı halde tutacak kadar yüksek basınç uygulamıyor. Yanardağlarla dışarı lav püskürten erimiş magma tabakası böyle oluşuyor.

İlgili yazı: Plüton Hakkında 7 Şaşırtıcı Gerçek  

 

Depremlerin kökeni

Magmanın altında çekirdeğe kadar manto tabakası uzanıyor. Manto tabakası 5900 derece sıcaklıktaki çekirdeğin ısısını azar azar yerkabuğuna taşıyor. Ancak bu bile taşınım hareketleriyle yerkabuğunun alt kısmının mantodan gelen ısıyla erimesine ve magmaya dönüşmesine yol açıyor.

Granitten oluşan kıtalar bazalttan oluşan ve daha ağır olduğu için dibe çöken okyanus tabanının üzerinde ve okyanus tabanı da erimiş magma tabakasının üstünde yüzüyor. İşte dünyanın merkezindeki yüksek sıcaklık manto aracılığı ile bu şekilde kıtaların kaymasına yol açıyor.

Aynı zamanda dalma-batma (taşınım) hareketleriyle volkanik faaliyetlere, yanardağ püskürmelerine sebep oluyor (bunu da aklınızda tutun).

İlgili yazı: 30 Adımda Resimli Plüton Seferi

 

Manto diş macunu gibi

Manto tabakası yüksek basınç altında erimeden kalıyor. Manto kayaları sadece diş macunu kıvamında ve ağdalı olarak çok yavaş bir şekilde akıyor. Buna da şükredin, çünkü manto tabakası erimiş lav denizinden oluşsaydı Dünya’nın kabuğu da erirdi ve bizler burada olmazdık!

Yeraltı okyanusuyla ne ilgisi var?

Yeraltı okyanusuyla, Dünya’nın atmosferinin solunabilir olmasıyla, Dünya’da hayat olmasıyla, okyanusların temiz kalmasıyla, küresel ısınmanın yavaşlamasıyla, kıtaların kaymasıyla ve depremlerle çok ilgisi var. Bunları kısaca anlatalım.

Öncelikle üst manto tabakasının başlıca olivinden oluştuğunu uzun zamandır biliyoruz; yani ringwoodite’ın yüzeye çıkınca içindeki suyu kaybederek dönüştüğü olivin mineralinden. Peki bu ne demek?

Bu sünger dünya modelinin gerçek olması demek: Taşınım hareketleriyle yeraltı okyanusunu oluşturan ıslak kayaların bir kısmı yüzeye çıkıyor. Yüzeye çıkarken basınç azalıyor ve kayaların gözeneklerine sıkışan su damlacıkları buharlaşıyor.

Su buharı yanardağ püskürmeleriyle atmosfere karışıyor. Ardından yağmur olup yeryüzüne iniyor ve okyanusları dolduruyor. Demek ki yüzey okyanusları ile yeraltı okyanusu arasında su döngüsü bulunuyor!

İlgili yazı: Plüton’un Çılgın Ayları

 

Sünger dünya

Su döngüsü iki yönlü olur. Şimdiye kadar yeraltı suyunun yüzeye nasıl çıktığını anlattık. Şimdi de yüzey suyunun yeraltına nasıl indiğini anlatalım.

Kıtaların kaymasına yol açan taşınım hareketleri ile Atlantik Okyanusu’nun ortasındaki denizaltı sırtında yarıklar oluşuyor. Bu yarıklardan çıkan lavlar yeni bir okyanus tabanı yaratıyor. Aynı zamanda Kuzey ve Güney Amerika’nın Avrupa ve Afrika’dan uzaklaşmasına yol açıyor.

Oysa Dünya’nın çevresi belirli: Sadece 40 bin km. Kıtalar üstünde bulundukları okyanus tabanının itişiyle bir yandan birbirinden uzaklaşırken diğer yandan da birbirine yaklaşmak zorunda. Nitekim Los Angeles açıklarında eski okyanus tabanı Dünya’nın derinliklerine, manto tabakasına batıyor.

Böylece yüzey okyanuslarının suyunu yüksek basınçla kayaların gözeneklerine sıkıştırıyor. Özellikle karbon içeren kayalar yeraltına inerken basınç altında elmas oluşuyor. Su içeren ringwoodite mineralli böyle ortaya çıkıyor.

İlgili yazı: 10 soruda Ayın karanlık yüzü ve uydumuz hakkında şaşırtıcı gerçekler

 

Doğal iklim

Yeraltına batan kayalar aynı zamanda atmosferden emdikleri sera gazı karbondioksiti de beraberinde götürüyor. Atmosferdeki karbondioksitin azalmasıyla küresel ısınma yavaşlıyor. Zehirli gazlar Dünya’nın derinliklerine batıyor ve hava temizleniyor.

Oysa okyanus tabanı yeraltına batmasaydı pis suyu ve kirli havayı yanında götürmeyecekti. Böylece Dünya atmosferi yanardağ püskürmeleri ile zehirlenecek ve 80 milyon yıl içinde zehirli gazlar yüzünden bütün canlılar boğulacaktı.

İşin ilginci pis su yeraltında yüksek basınç altında sıkışınca toksik maddeler sudan dışarı çıkıyor ve su temizleniyor. Dünya’daki içilebilir tatlı suyu kayaların içinde bu şekilde filtre edilmesine borçluyuz. Zehirli gaz da yanardağ püskürmeleriyle Dünya’ya geri dönüyor.

Kıtaların kayması: 540 m. yıl önce ilk hayvanlardan günümüze

 

Dünya’nın suyu nereden geliyor?

Uzaydan mı? Bu konuda iki teori var: 1) Dünya ilk oluştuğunda çok sıcaktı ve yüzeyi lavlarla kaplıydı. Bu yüzden su buharlaştı ve sonradan Dünya’ya çarpan asteroitlerle kuyrukluyıldızlar Dünya’ya ikinci kez su getirdi. Biz hayatı bu suya borçluyuz. 2) Genç Dünya kabuğu erimiş lav denizi iken su buharı atmosferde kaldı ve Dünya soğuyunca gezegene yağmur olarak yağdı. Ancak bu teorilerde iki sorun var:

Birincisi Dünya’ya çarpan asteroit sayısı bütün okyanusları dolduracak kadar yeterli değil. İkincisi Güneş rüzgarı ve morötesi ışınlar Dünya atmosferindeki su moleküllerini parçalayıp hidrojenin uzaya kaçmasına, yani suyun tükenmesine yol açmalıydı (son araştırmalar Dünya’nın 4,5 milyar yıl önce sahip olduğu suyun yüzde 25’ni kaybettiğini gösteriyor).

İlgili yazı: Gerçek Planet X >> Güneş Sistemi’ndeki kayıp gezegen bulundu mu?

 

Öyleyse okyanuslar nasıl doldu?

Bunu yeraltı okyanusuna borçluyuz. Yeni araştırmalar Dünya’nın suyunun bir kısmının gezegenin oluşmasından kaldığını ve geri kalanını da asteroitlerle kuyrukluyıldızların getirdiğini gösteriyor.

Bu suyun yarısı henüz tam bilmediğimiz nedenlerle yeraltına kaçtı. Geri kalanı yüzeydeki okyanusları oluşturdu. Buna da şükran borçluyuz; Dünya tıpkı bir termos gibi yeraltında suyunu sakladı ve temiz tuttu. Baksanıza suyun yüzde 25’ni zaten kaybetmişiz. Yarısı yeraltında kalmasa halimiz haraptı!

İlgili yazı: Dünya’yı Kurtaran Gezegen >> Jüpiter’e giden Juno en uzaktaki güneş enerjili araç oldu

 

Gelelim yeraltı okyanusuna

Pearson’ın yüzde 1,5 oranında su içeren ringwoodite buluşu bu doğal klima, geri dönüşüm ve su arıtma modelini destekler nitelikte. Bu durumda, alt ve üst manto tabakasını birbirinden ayıran geçiş bölgesinde ıslak bir kaya katmanı olması gerekiyor.

Örneğin, bir bardağa su ve zeytinyağı koyarsak suyun yağla karışmayacağını biliyoruz. Belki de geçiş tabakasındaki yeraltı okyanusu da böyle bir etki yaratıyor ve farklı kıvama (kimyasal karışıma, yoğunluğa) sahip alt ve üst manto tabakasını birbirinden ayırıyor.

İlgili yazı: İlk Temas >> Uzaylılar dünyayı ziyaret eder veya sinyal gönderirse nasıl anlaşacaksınız?

 

Şok emici tabaka

Böylece yeraltı okyanusu amortisör gibi çalışarak Dünya’nın depremlerini de kontrol ediyor; çünkü çekirdeğin kışkırttığı manto tabakasının taşınım hareketlerinin üst mantoya daha az sürtünmeye yol açarak ve daha yumuşak şekilde aktarılmasını sağlıyor.

Gördünüz mü bir gezegende hayatın ortaya çıkması için ne kadar çok faktör gerekiyormuş? Belki de bu yüzden uzayda hayat bulmak zor. Belki de bu yüzden hayata elverişli gezegenler çok nadir. Ne diyelim, şanınla çok yaşa Jules Verne. 😀

Dünya’da yeraltı okyanusu bulundu

¹Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond D. G. Pearson, F. E. Brenker, F. Nestola, J. McNeill, L. Nasdala, M. T. Hutchison, S. Matveev, K. Mather, G. Silversmit, S. Schmitz, B. Vekemans & L. Vincze Nature 507, 221–224(13 March 2014)doi:10.1038/nature13080