Dev Çarpma Hipotezi’ne göre, Dünya-Ay sistemi, 4,5 milyar yıl önce Mars büyüklüğünde bir cismin (Theia) Dünya’ya çarpması sonucu oluşmuştur.

Astrobiyologların karşılaştığı en büyük zorluk, bildiğimiz kadarıyla yaşam barındıran tek bir gezegenin olmasıdır. Güneş Sistemi’ndeki tüm gök cisimleri arasında yalnızca Dünya’nın yoğun bir atmosferi, yüzeyinde sıvı su ve yaşamı destekleyen organik kimyası vardır.

Ancak, milyarlarca yıl önce Dünya henüz gençken bu koşullar mevcut değildi. Gezegenlerin oluştuğu bulutsu uçucu elementler açısından zenginken, Güneş Sistemi’nin iç kesimlerindeki yüksek sıcaklıklar yoğunlaşmalarını büyük ölçüde engellemiş ve onları çoğunlukla gaz halinde bırakmıştır.

Sonuç olarak, bu elementler iç gezegenlerin oluştuğu katı kayalık malzemelere dahil edilmedi. Yalnızca Güneş’ten daha uzakta oluşan gök cisimleri yaşam için gerekli maddeleri korudu ve bu da bunların Dünya’ya nasıl ve ne zaman geldiğine dair soruları gündeme getiriyor.

Bern Üniversitesi’nden araştırmacılar, yeni bir çalışmada, ilkel Dünya’nın kimyasal bileşiminin oluşumundan üç milyon yıl sonra (yaklaşık 4,5 milyar yıl önce) tamamlandığını ilk kez gösterdi.

Elde ettikleri sonuçlar, yaşam bileşenlerinin (su, karbon bileşikleri, kükürt vb.) muhtemelen bir çarpma sonucu sonrasında ortaya çıktığını gösteriyor. Çalışma, Bern Üniversitesi’nden Prof. Pascal Maurice Kruttasch ve Klaus Mesger tarafından yürütülmüştür.

Ekip, meteoritlerde ve karasal kaya örneklerinde bulunan iki izotop olan Manganez 53 ve Krom 53 üzerine odaklandı.

Ardından, Dünya’nın kimyasal bileşiminin oluşmasının ne kadar süreceğine dair sınırlar belirlemek için model hesaplamaları kullandılar.

Bu, bu elementlerin yaşlarını belirlemelerine ve ilkel Dünya’nın kimyasal imzasını (onu oluşturan kimyasalların benzersiz örüntüsünü) çıkarmalarına olanak sağladı.

Elde ettikleri sonuçlar, Dünya’nın bileşiminin Güneş Sistemi’nin oluşumundan üç milyon yıldan daha kısa bir süre sonra tamamlandığını göstererek, ilkel Dünya’nın orijinal bileşimi hakkında ilk deneysel verileri sağladı. 

Kesin yaşı belirlemek için manganez-53’ün radyoaktif bozunmasına dayanan yüksek hassasiyetli bir zaman ölçüm sistemi kullanıldı.

Bu izotop, Güneş Sistemi’nin ilk dönemlerinde mevcuttu ve yaklaşık 3,8 milyon yıllık bir yarı ömre sahip krom-53’e bozundu. Güneş Sistemimiz yaklaşık 4.568 milyon yıl önce oluştu.

Dünya’nın kimyasal özelliklerinin belirlenmesinin yalnızca 3 milyon yıl sürdüğü düşünüldüğünde, bu şaşırtıcı derecede hızlı bir süreç olarak bilinir.

Bu sonuçlar, Dünya-Ay sisteminin yaklaşık 4,5 milyar yıl önce ilkel Dünya ile Mars büyüklüğünde bir gök cismi (Theia) arasında meydana gelen büyük bir çarpışma sonucu oluştuğunu öne süren Dev Çarpma Hipotezi’ni desteklemektedir.

Ayrıca, Theia’nın Güneş Sistemi’nin daha uzak bir noktasında oluştuğu ve bileşiminde su da dahil olmak üzere daha uçucu elementler bulunduğu teorisi de ileri sürülmektedir.

Ekibin analizi, ilkel Dünya’nın kuru ve kayalık bir gezegen olduğunu ve Theia ile çarpışmasının burada yaşamı mümkün kılan tüm elementleri ortaya çıkardığını göstermektedir.

Bulguları, Güneş Sistemi’nin erken dönemlerinde işleyen süreçleri anlamamıza önemli ölçüde katkıda bulunuyor ve yaşamın nasıl ve ne zaman ortaya çıktığına dair ipuçları sağlıyor.

Ayrıca, Dünya dışında yaşam arayışında ve Güneşlerine daha yakın yörüngede dönen kayalık gezegenlerin yaşam için gerekli bileşenlere sahip olup olmadığının belirlenmesinde de önemli olabilir.

Kruttasch’a göre bir sonraki adım, çarpışma olayını daha ayrıntılı olarak incelemek ve bunun muhtemelen bilgisayar modellemesi ve simülasyonlarını içermesi olmalıdır.

Dünya, mevcut yaşam dostu yapısını sürekli bir gelişime değil, muhtemelen tesadüfi bir olaya, yani su bakımından zengin yabancı bir cismin Dünya’ya sonradan çarpmasına borçludur.

Bu, evrendeki yaşam dostu yapının olağan bir durum olmadığını açıkça ortaya koymaktadır. Şimdiye kadar, bu çarpışma olayı yeterince anlaşılamamıştır.

Dünya ve Ay’ın yalnızca fiziksel özelliklerini değil, aynı zamanda kimyasal bileşimlerini ve izotop özelliklerini de tam olarak açıklayabilecek modellere ihtiyaç vardır.