Serpantinleşme Nedir? Yaşamın Başlangıcına Dair Neler Söyler?

Okyanus tabanındaki hidrotermal alanların keşfi, deniz biliminde yeni sayfalar açmıştır. Karides, yengeç ve bakteriler gibi en az 400 farklı biyolojik organizmanın yaşadığı hidrotermal alanlarda, sıvılar sıcak ve asitlidir. Burada yaşayan organizmalar, yüksek sıcağa, yüksek basınca ve asitli sıvılara dayanıklıdır. Enerjiyle ve taban kayaları ile okyanus suyunun etkileşimi (serpantinleşme) sonucu ortaya çıkan materyaller (hidrojen gazı, metan, etan, propan ve organik asitler) sayesinde yaşamlarını sürdürürler.

Yaşamın CO₂ kayalarından yeşerebilmesi için enerji gereklidir. Serpantinleşme süreci, bu enerjinin kaynağı olarak görülmektedir. Hidrotermal alanlardaki koşullar, Dünya'nın erken tarihindeki koşullara benzerlik göstermektedir. Bundan yola çıkarak, serpantinleşmenin yaşamın kökenine ve evrimine katkı sağladığı düşünülmektedir.

Serpantinleşme süresince gerçekleşen hidrojen gazı ve hidrokarbon oluşumları üzerine birçok deneysel araştırma gerçekleştirilmiştir. Ancak bu yazıda ele alacağımız deneylerde, peridotiti temsil eden başlangıç materyali olarak olivin ele alınmıştır.

Peridotit isimli kayaçların yapısında en fazla bulunan mineral olivin olsa da, peridotitin bozulma esnasındaki durumunu tam olarak temsil edememektedir. Bunun nedeninin, pedidotiti oluşturan diğer mineraller olan peroksen ve spinelin minerallerinin etkileri olduğu düşünülmektedir.

Guangzhou Jeokimya Enstitüsü ve ve Çin Bilim Akademisi, Güney Çin Okyanus Bilimi Deniz Enstitüsü üyelerinden oluşan bir grup, olivin ve peridotit serpantinleşmesi esnasında gerçekleşen hidrojen gazı ve hidrokarbon oluşumlarını karşılaştırdı. Sonuçlara göre:

• Peridotit serpantinleşmesi, olivin serpantinleşmesine kıyasla daha fazla hidrojen gazı ve metan oluşturdu,
• Her ikisi de benzer miktarda etan ve propan oluşturdu.

Bu sonuçlar, peroksen ve spinelin, hidrojen gazı ve metan oluşumuna katkı sağladığını gösteriyor. Çalışma, erken tarihlerde Dünya'nın atmosferi ve litosferi arasında gerçekleşen etkileşim açısından önemli olabilir; çünkü bu etkileşim, organizma oluşumu ve yaşamın kökeni için oldukça önemlidir.

Hidrokarbon üretimi çoğunlukla katalizörlere dayanır. Ancak bu çalışma, peridotit ve olivinin başlangıç tanecik boyutlarının, hidrojen gazı ve hidrokarbon oluşumunu büyük ölçüde etkilediğini göstermektedir. Erken aşamalarda, iri tanecik boyutlu peridotitin serpantinleşmesi, küçük tanecik boyutlu peridotit bozulmasında ortaya çıkandan daha az hidrojen gazı ve hidrokarbon üretmiştir. İlerlemeli reaksiyon sonucunda hidrojen gazı miktarları benzer çıksa da, iri tanecikli peridotit, küçük tanecikliden daha az hidrokarbon üretmiştir Buna sonuca göre, hidrokarbon oluşumu, serpantinleşmenin devinsel ve ilerlemeli reaksiyonlarına bağlıdır.