Science Advances’te yayınlanan ilk çalışma; Dünya’daki karbonun çoğunun muhtemelen bir galaksideki yıldızlar arasındaki uzayda bulunan yıldızlararası ortamdan geldiğini ortaya koyuyor. Bu büyük olasılıkla; genç güneşimizi çevreleyen ve gezegenlerin yapı taşlarını içeren, oluşan ve ısınan toz ve gaz bulutu olan proto-gezegensel diskten çok sonra gerçekleşti. Karbon aynı zamanda güneşin doğuşundan sonraki bir milyon yıl içinde katı maddelere hapsolmuştu. Bu da, dünyadaki yaşamın bel kemiği olan karbonun gezegenimize yıldızlararası bir yolculukta hayatta kaldığı anlamına geliyor. Daha önce araştırmacılar; Dünya’daki karbonun başlangıçta bulutsu gazda bulunan ve daha sonra gazlar moleküllerin çökelmesi için yeterince soğuduğunda kayalık bir gezegene dönüşen moleküllerden geldiğini düşünüyorlardı. Araştırmacılar; bu çalışmada, karbon taşıyan gaz moleküllerinin Dünya’yı inşa etmek için mevcut olmayacağına dikkat çekti. Çünkü karbon bir kez buharlaştığında, tekrar katı halde yoğunlaşmaz.
Profesör Li: “Yoğuşma modeli onlarca yıldır yaygın olarak kullanılıyor. Güneşin oluşumu sırasında gezegendeki tüm elementlerin buharlaştığını ve disk soğudukça bu gazların bir kısmının yoğunlaştığını ve katı cisimlere kimyasal maddeler sağladığını varsayıyor. Ama bu karbon için çalışmaz.” Karbonun çoğu diske organik moleküller biçiminde verildi. Bununla birlikte, karbon buharlaştırıldığında, katı oluşturmak için çok düşük sıcaklıklar gerektiren çok daha uçucu türler üretir. Daha da önemlisi, karbon tekrar organik bir forma yoğunlaşmaz. Bu nedenle Li ve ekibi, Dünya’nın karbonunun çoğunun büyük olasılıkla doğrudan yıldızlararası ortamdan miras kaldığını ve buharlaşmayı tamamen önlediğini ortaya çıkardı. Li, Dünya’nın karbonunu nasıl elde ettiğini daha iyi anlamak için, Dünyanın içerebileceği maksimum karbon miktarını tahmin etti. Bunu yapmak için, sismik bir dalganın çekirdekten ne kadar hızlı geçtiğini, çekirdeğin bilinen ses hızlarıyla karşılaştırdı. Bu, araştırmacılara karbonun muhtemelen Dünya kütlesinin yüzde yarısından azını oluşturduğunu söyledi. Dünyanın ne kadar karbon içerebileceğinin üst sınırlarını anlamak, araştırmacılara karbonun buraya ne zaman teslim edilmiş olabileceği hakkında bilgi verir.
Bir gezegenin karbonunun bildiğimiz şekliyle yaşamı desteklemek için doğru oranda var olması gerekir. Çok fazla karbon ve Dünya’nın atmosferi, güneşten gelen ısıyı hapseden ve yaklaşık 880 Fahrenheit’lik bir sıcaklığı koruyan Venüs gibi olur. Çok az karbon olursa Dünya Mars’a benzeyecektir: Su bazlı yaşamı destekleyemeyen, sıcaklıkları eksi 60 civarında olan, misafirperver olmayan bir yer…
İkinci bir çalışmada, araştırmacılar; gezegenimsi olarak bilinen gezegenlerin küçük öncülleri erken oluşumları sırasında karbonu koruduklarında karbonun nasıl işlendiğine baktılar. Şu anda demir göktaşları olarak korunan bu cisimlerin metalik çekirdeklerini inceleyerek, gezegensel kökeninin bu önemli adımı sırasında, gezegenler eridiğinde, çekirdekler oluştururken ve gaz kaybederken karbonun çoğunun kaybolması gerektiğini keşfettiler. Hirschmann, bunun önceki düşünceyi altüst ettiğini söylüyor.
Profesör Bergin; iki çalışmanın her ikisinin de karbon kaybının iki farklı yönünü tanımladığını söylüyor ve karbon kaybının Dünya’yı yaşanabilir bir gezegen olarak inşa etmede merkezi bir unsur gibi göründüğünü öne sürüyor.
Profesör Ciesla: “Dünya benzeri gezegenlerin başka yerlerde var olup olmadığına cevap vermek ancak astronomi ve jeokimya gibi disiplinlerin kesişme noktasında çalışılarak sağlanabilir. Yaklaşımlar ve araştırmacıların cevaplamak için çalıştıkları belirli sorular alanlar arasında farklılık gösterse de, tutarlı bir hikaye oluşturmak, karşılıklı ilgi alanlarını tanımlamayı ve aralarındaki entelektüel boşlukları doldurmanın yollarını bulmayı gerektirir. Bunu yapmak zordur, ancak çaba hem teşvik edicidir hem de ödüllendirici… “
Hem araştırmalar hem de kozmokimya ve gezegen bilimi ve kimya alanında bir Caltech profesörü olan Blake, bu tür disiplinler arası çalışmanın kritik olduğunu söylüyor.
Caltech Kozmokimya, Gezegen Bilimi ve Kimya Profesörü Blake: “Yalnızca galaksimizin tarihi boyunca, Dünya veya biraz daha büyük kayalık gibi gezegenler Güneş gibi yıldızların etrafında yüz milyonlarca kez toplandı. Gezegensel sistemlerdeki karbon kaybını daha geniş bir şekilde incelemek için bu çalışmayı genişletebilir miyiz? Bu tür araştırmalar, çeşitli bilim insanlarından oluşan çalışmayı gerektirecektir.”