Satürn’ün uydusu Enceladus’daki buz taneciklerinin kütle spektrometresi ve elde edilen buharın analizi, yaşamın bağımsız olarak başlamasının mümkün olduğunu gösteriyor…
Görsel açıklaması: Satürn’ün uydusu Enceladus’un olası iç bölgesini ve Cassini Uzay Aracı’nın gözlemlediği okyanus ile güney kutup bölgesindeki buhar çıkışını gösteren diyagram.
©NASA/JPL-Caltech
Carnegie’den Christopher Gleini’in de içinde bulunduğu bir ekibin yeni çalışması, Satürn’ün uydusu Enceladus üzerinde bulunan gayzer benzeri bir bacanın çıkardığı suyun pH derecesini ortaya koydu. Bulguları, sistemimizin altıncı gezegeninin altıncı en büyük uydusunda yaşamın geçmişteki veya günümüzdeki varlık durumu ile ilgili çalışmalar adına büyük bir adım.
Enceladus jeolojik olarak aktif ve uydunun, buz yüzeyinin altında sıvı su bulundurduğu düşünülüyor. Bu sıvı suyun, mevcut bulunan su buharının ve Cassini Uzay Aracı’nın uydunun güney kutup bölgesinde gözlemlediği buzun kaynağı olduğu sanılıyordu. Gezegen benzeri yapıların üzerinde su bulunması ihtimali, biliminsanlarını mevcut suyun canlılık oluşumunu destekleyip desteklemediğini sorgulamaya teşvik ediyor.
Mevcut grup, yani baş yazar Glein, Washington Üniversitesi’nden John Baross ve Güneybatı Araştırma Enstitüsü’nden J. Hunter Waite Jr., Enceladus’un okyanuslarının pH derecesini tespit edebilmek için buz tanelerinin kütle spektometresi verilerini ve Cassini’nin uydudan aldığı buharı kullanarak yeni bir kimyasal model geliştirdi. pH seviyesi bize suyun ne kadar asidik ve ne kadar bazik olduğunu gösterdi. Bu, uydunun içinde gerçekleşen jeokimyasal olayları anlamada esas parametrelerden biri ve Enceladus’un yaşam bulundurma potansiyelinin belirlenmesinde önemli role sahip. Ekibin çalışması Geochimica et Cosmochimica Acta dergisinde yayımlandı.
Ekibin modeli, iki Cassini grubunun gözlemsel verileri ile kısıtlı olup, su buharının ve dolayısı ile okyanusun tuzlu ve 11 – 12 pH derecesine sahip baziklikte olduğunu gösteriyor. Bu değerler amonyağın cam temizlemede kullanılan çözeltilerinin pH değerlerine çok yakın. Enceladus’taki okyanuslar Dünya’daki okyanusların içerdiği sodyum klorürün (NaCl) aynısını içeriyor, fakat fazladan içerdikleri sodyum karbonat (Na2CO3) bu okyanusların bizim gezegenimizde bulunan soda göllerine (Kaliforniya’daki Mono Gölü ve Kenya’daki Magadi Gölü gibi) nispeten daha çok benzemesine neden oluyor. Bu nedenle biliminsanları uydunun okyanuslarını “soda okyanusları” olarak adlandırıyorlar.
“pH değeri hakkındaki bilgimiz, Enceladus’un ‘soda okyanuslarında’ gerçekleşen jeokimyasal olayları anlamamızı sağlıyor” diye açıklıyor Glein.
Model, okyanusun yüksek pH derecesine neden olan etmenin serpentleşme adı verilen ve su altında gerçekleşen başkalaşımsal bir jeokimyasal işlem olduğunu gösteriyor. Gezegenimizde serpentinleşme, yüksek bazik değere sahip veya düşük silika, yüksek demir magnezyum içeriği olan kayaların üst mantodan okyanus tabanlarına çıkması ve çevresini saran su molekülleri ile tepkimeye girmesi sonucu oluşmaktadır. Bu işlem süresince, yüksek bazik değere sahip kayalar, işlemin adını aldığı mineral olan serpentinin de aralarında bulunduğu yeni minerallere dönüşürler ve çevredeki sıvı bazik özellik kazanır. Enceladus’ta ise serpentinleşme, suyun okyanus tabanında bulunan kayasal bir çekirdek üzerinde dolanım yapması ile gerçekleşebilir.
“Serpentinleşme bizi neden bu kadar ilgilendiriyor? Çünkü metalik kayaların okyanus suyu ile tepkimesinden, güneş ışığından yoksun gezegenlerde ve uydularda biyosfer oluşması için gerekli olan kimyasal enerjiyi sağlayan moleküler hidrojen (H2) de açığa çıkar,” diyor Glein. “Bu işlem, gelişen astrobiyoloji bilimi için bir odak noktasıdır, çünkü moleküler hidrojen, aminoasitler gibi organik bileşiklerin oluşmasını sağlayarak bizleri canlılığın kökenine götürebileceği gibi, metan üreten mikrobiyal organizmalarca besin kaynağı olarak da kullanılabilir. Serpentinleşme, jeolojik ve biyolojik işlemler arasında bir bağlantı teşkil ediyor. Serpentinleşmenin görülmesi, Enceladus’u hayatın bağımsız bir şekilde başlaması açısından daha da ümit verici bir aday haline getiriyor.”
Diğer gökcisimlerinin yaşam barındırma durumlarının aranmasının ötesinde, takımın çalışması bir uzay aracının, duman bulutundan aldığı kimyasal veri sayesinde Dünya dışı bir okyanusun pH derecesini tespit etmenin mümkün olduğunu gösterdi. Bu, Jüpiter’in uydusu Europa gibi diğer buzsal gökcisimlerinde yaşanabilir koşulları bulmada yararlı bir yaklaşım olabilir.
“ Sonuçlarımız bize, model ile gözlemsel veriler bir araya getirildiğinde uzakta bulunan göksel objelerlerde gerçekleşen jeokimyasal işlemlerle ilgili önemli bilgiler elde edilebileceğini gösterdi. Böylece Güneş Sistemi’nde ve ötesinde, kimyasal okyanus bilimine heyecan verici yeni bir kapı açmış oldu” diye ekliyor Glein.
Hazırlayan: Arev Pelin Sümer
ODTÜ Biyoloji Bölümü
Haber Kaynağı: Yukarıdaki haber Carnegie Enstitüsü’nden alınan belgelere dayanmaktadır. Not: Belgeler içerik ve uzunluk bakımından düzenlenmiş olabilir.
Dergi Referansı:
1.Christopher R. Glein, John A. Baross, J. Hunter Waite. The pH of Enceladus’ ocean. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2015; DOI:10.1016/j.gca.2015.04.017
