Katalog

Gezegenimizin yedi büyük gizemi Birçoğumuz Dünya’yı yeterince tanıdığımızı sanıyoruz. Dünya, aslında pek çok açıdan tam bir bilmece. Örneğin Yeryüzü bir toz bulutundan nasıl oluştu? Cansız kimyasallar bir araya gelerek yaşayan organizmalara nasıl dönüştü? Dünya’nın merkezinde neler olup bitiyor? Diğer gezegenler niçin bizden farklı? Saygın bilim dergisi New Scientist Dünya’mızla ilgili bu ve benzeri diğer temel sorulara yanıt arıyor. 1) Yaşama zemin hazırlayan olumlu koşullar nasıl bir araya gelmiş olabilir? Güneş sistemine şöyle bir baktığımız zaman sekiz gezegenin de kozmosun farklı kısımlarından gelip sistemi oluşturduğunu düşünebilirsiniz. Oysa hepsi, 4.5 milyar yıl önce güneşi çevreleyen aynı gaz bulutundan oluşmuşlardır. Kütleçekimi, gaz bulutunu tam ortasında güneş yer alacak şekilde bir araya getirirken, toz tanecikleri çarpışarak birbirlerine yapıştılar. Dolayısıyla taneciklerin boyutları büyüdüğü için daha geniş kütleçekimsel alanlar oluşturdular. Bu kümeler de daha sonra birbirine çarpıp birleşerek bugün bildiğimiz gezegenle Bundan 4.53 milyar yıl önce bebek Dünya, güneşin çevresindeki yörüngede yerini alırken bir felakete maruz kaldı. Genç gezegenimiz Mars büyüklüğünde bir cisimden büyük bir darbe yedi. Çarpışmanın meydana getirdiği toz duman, Dünya’dan bir parçanın kopmasına DEVAMI ARKA SAYFADA CBT 1128/13 31 Ekim 2008 ri oluşturdular. Güneş sistemimizin öyküsü kabaca böyle. Ancak Dünya’nın erken evrelerinde ne olup bittiği konusunda ayrıntılara girersek, ortaya kocaman bir soru işareti çıkıyor. Bu sorunu yanıtlamak çok önemli, çünkü bu şekilde Yeryüzü’nün canlı yaşama nasıl olup da bu kadar uygun hale geldiğini anlayabiliriz. Dünya’nın güneşte olan uzaklığı bu bağlamda çok önemli bir gelişme, çünkü Yeryüzü’nün bu mesafeden yaşam için uygun ısı ve ışığı sağladığını biliyoruz. Karbon, hidrojen, nitrojen, fosfor ve sülfür gibi canlı yaşamın temel taşlarını oluşturan, eşi benzeri bulunmayan karışım ve su yaşamın diğer vazgeçilmezleri. Bunlar olmasaydı ve gezegenin yüzeyinde sıvı su bulunmasaydı bugün bildiğimiz şekilde yaşam hiçbir zaman evrilmezdi. Kimyasal açıdan Yeryüzü yaşama uygunluk açısından komşularından daha şanslı konumda. Peki bu şanslılık hali nasıl olmuş olabilir? Bildiğimiz tek şey bulutun içindeki farklı element lerin farklı sıcaklıklarda yoğunlaşmış olması. Bu süreçte de güneşe olan mesafenin kritik bir rol oynadığını biliyoruz. Ancak bu ilk aşamadan sonra neler olup bittiğini tam olarak bilemiyoruz. Çünkü Yeryüzü’ndeki kayalar çok kereler sıkıştırılmış, erimiş ve aşınmış olduğu için nasıl oluştuklarıyla ilgili herhangi bir ipucu içermemektedirler. Ve güneş sistemindeki gezegenlerin pek çoğuna ulaşmamız mümkün olmadığı için meteoritler ile yetinmek zorunda kalıyoruz. Bunlar gezegenlerle aynı dönemde oluşmuş oldukları halde bugüne dek çok fazla değişim geçirmediklerinden, çok değerli bilgi kaynaklarıdır. Ne var ki bunları incelemek için de dünyaya düşmelerini beklemek zorundayız. Kondrit denilen meteorit sınıfı yapısal açıdan Yeryüzü ile büyük bir benzerlik taşır. Bu da ikisinin de aynı malzemeden yapılmış olduğu sonucunu ortaya çıkartır. Oysa ikisinin arasında çok belirgin olmasa da bazı farklılıklar vardır. Örneğin kondrit meteoritlerindeki oksijen izotop karışımı Yeryüzü’nde bulunanlara benzemez. Bugüne dek kimse bunun nedenini bilemese de, bu göz ardı edilemeyecek bir gizemdir, çünkü oksijen, Dünya’nın kabuğunda bulunan en yaygın elementtir ve kütlesinin yarısını oluşturur. Bir diğer bilinmeyen de Dünya’daki yaşamı besleyen su kaynaklarının nasıl ve nereden geldiği ile ilgilidir. Güneşe çok yakın olduğu için suyun gaz bulutundan yoğunlaşmış olması olası görülmüyor. Dünya’nın oluşumu sırasında az miktarda su oluşmuş olsa bile, bunun Ay’ın oluşumuna yol açan devasa çarpışma sırasında buharlaşmış olması çok büyük bir olasılıktır. En yaygın açıklama suyun Dünya’ya kuyruklu yıldız aracılığı ile daha sonra taşınmış olmasıdır. Bu kuyruklu yıldızların güneş sisteminin dışından gelerek, “Geç Ağır Bombardıman” dönemi olarak adlandırılan dönemde Dünya’ya düştüğü ileri sürülüyor. Bu yalnızca bir varsayım. Suyun nereden geldiği ile ilgili net bir bilgi henüz söz konusu değil. Açıkça gezegenlerin nasıl oluştuğuna ilişkin yeni görüşlere ihtiyacımız var. Bu yılın sonlarına doğru uzaya gönderilecek olan Avrupa Uzay Ajansı’na ait Herschel Uzay Teleskopu bir takım soruları yanıtlayabilir. CBT 1128/12 31 Ekim 2008 2) Dünya’nın ‘Karanlık Çağları’nda neler olmuş olabilir? ve böylece Ay’ın oluşmasına yol açtı. Çarpışmanın ürettiği ısı Dünya’nın üst katmanlarını eritti. Sonuçta Dünya’nın ilk 500 milyon yılı –Hadean Dönemi denilen Dünya’nın Karanlık Çağı arkasında hiçbir iz bırakmadan kayıtlardan silinmiş oldu. Güneş sistemini için “Sıfır Zaman” 4.567 milyar yıl öncesine kadar gider. 4.55 milyar yıl önce Yeryüzü’nün %65’i oluşmuştu. Daha sonra 20 milyon yılın sonunda kendi yolunda ilerleyen bir cisim, Dünya’ya çarparak atmosfere buhar halında silikonların saçılmasına neden oldu. Bunlar yoğunlaşarak lava yağmurları şeklinde Yeryüzü’ne düştü ve ortaya erimiş kayalardan oluşan bir deniz çıktı. Dünya çekirdeğine kadar eridi ve katı bir kabuk oluşturma süreci yeniden başladı. Dünya’nın kabuğu bugün 3.6 milyar yaşındaki kayalardan oluşuyor. Dolayısıyla cehennemi Hadean Dönemi’nden arta kalanlar yer kabuğunda çok ince bir tabaka oluşturmuş olabilir. Geride kalan eski kayaların büyük bir bölümü –kabuğun milyonda bir parçası ısı ve basınca bağlı olarak değişim geçirmesine karşın, zirkon denilen minik kristaller bize o dönem ile ilgili az da olsa bilgi veriyor. Batı Avustralya’nın Jack Hills bölgesinde bulunan kayalarda bulunan zirkonlar Dünya’nın en yaşlı mineralleridir. Bunlar sıra dışı bir dayanıklılığa sahip olan zirkonyum silikat kristallerinden oluşur ve yüksek oranda uranyum içerir. Çok genç kayaların içinde bulunmalarına karşın pek çok zirkonun 4 milyar yıldan daha yaşlı olduğu biliniyor. Zirkonlar, eriyik halindeki Yeryüzü soğuduğu zaman neler olduğuna ilişkin pek fazla bilgi vermese de içerdikleri oksijen dolayısıyla su içinde oluştukları anlaşılıyor. Bu da Dünya denizlerinin 4 milyar yıldır var ol dukları anlamına geliyor. Bu da yeni soruların ortaya çıkmasına yol açıyor: Denizlerin katı, su geçirmez yüzeylerin üzerinde oluşmuş olması gerekir. Bu durumda Dünya’nın kabuğu neye benziyor olabilirdi? Bugüne dek bu sorunun kesin yanıtı bilinmiyor . Belki de Hadean Kabuğu ile ilgili en belirgin gözlem, bu kabuğun artık var olmadığıdır. Bu moral bozucu bir çıkarım olmakla birlikte bazı ipuçlarını da beraberinde getiriyor. O dönemlerde levha tektoniği hareketleri daha hızlı ve şiddetliydi. Hadean Dönemi ile ilgili bilgi edinebileceğimiz iki yol daha var. Yeryüzü’nde eski mineral ve kaya arayışları, her gün biraz daha gelişen mikro analizlerle birleştirildiği zaman, Yeryüzü’nün ikinci kez oluşumunda neye benzediğine ilişkin bazı ipuçları verebilir. İkinci yol Ay ve Mars’tan getirilen minerallerin incelenmesidir. Bu da Dünya’nın çarpışmadan önce neye benzediğine ışık tutabilir. şındaki kayalardan elde edilebiliyordu. 1990’lı yıllarda Batı Grönland’da keşfedilen bu kayalarda ağır karbon izotopu yoğunluğu inanılmayacak kadar düşüktü. Bunun mikro organizmaların faaliyette bulunmasından kaynaklandığı düşünüldü, çünkü hafif izotoplar hücre duvarlarından daha kolay geçebildiği için mikropların bulunduğu bölgelerde birikim yapıyor olabilirdi. Bu kayaların, Ay’ı oluşturan çarpışmadan sonra Dünya’nın kendi kendini yenilemeye çalıştığı dönemde oluştuğu düşünülüyor. Primordiyal (başlangıçtan beri var olan) denizlerin ve kıtaların oluşumu gezegene arada sırada çarpan büyük asteroidler tarafından kesintiye uğruyordu. Darwin yaşamın “ılık, küçük bir gölde” meydana geldiğini varsayıyordu. Aslında bu sıcak ve tuzlu bir kazan gibi bir şeydi. Bu, şu anda yaşadığımız çevreden çok farklı bir ortamdı. Veya böyle olduğu tahmin ediliyor. Yaşamın yeşermeye başladığı koşullara ilişkin en ufak bir iz kalmadığına göre her şey varsayımlar üzerine inşa ediliyor. Belki de yaşamın ortaya çıkışı o kadar küçük bir ölçekte meydana gelmiş olabilir ki, bu ölçeği gözden kaçırmış olmamıza şaşırmamak gerekir. Erken Dünya’nın koşullarının benzerlerine hâlâ sahibiz. Bu koşullar deniz tabanındaki hidrotermal delikleri çevreleyen ortamlarda oluşur. Jeotermal faaliyetler, bu deliklerden kaynayan su gayzerlerini okyanuslara boşaltır. Bu bölgelerde bol miktarda mikro organizmalar yaşar. İnanılmayacak kadar ilkel metabolizmalara sahip olan bu mikro organizmalar, enerji ihtiyaçları için güneş ışığına bağımlı değildirler. Hidrotermal deliklerin yaşamın köklerini barındırıp barındırmadığı veya erken dönemdeki yaşamın bir sığınağı olup olmadığı henüz bilinmiyor. Diğer bir sorun da, cansız kimyasalların bir araya gelerek yaşayan organizmaları nasıl dönüştüğünü anlamakta yaşanıyor. Bu noktada tavukveyumurta çelişkisi ile karşı karşıya kalıyoruz. DNA’nın yoluna devam etmesi için proteinlere ihtiyacı vardır. Oysa bu proteinlerin yapı taşlarını DNA’lar oluşturur. Öyleyse acaba hangisi daha erken bir tarihte dünyaya gelmiş olabilir? Bunun en olası yanıtı, basit kimyasal elementler arasındaki bir dizi reaksiyon üzerinden ikisinin de aynı anda evrilmiş olmasıdır. Bu kadar karmaşık bir süreçte, erken organizmaların kimyasal durumdan canlı yaşama nasıl geçtiğini çözmek gerçekten çok zordur. Jeologlar bunun yanıtını Mars’ta arıyor. Burada kanıtları ortadan kaldıracak tektonik hareketler yaşanmadı. Ayrıca bu gezegen Dünya’dakilere eşit yaşta tortul kayalara sahip. Bu kayalar, Dünya’daki benzerlerinden farklı olarak, yaşam daha ortaya çıkmadan önceki kimyasal süreçlerin izini içlerinde barındırıyor olabilir. Bunu anlamak çok uzun vadeli bir hedef, ancak bu kayalarda yaşamın köklerinin izinin bulunması ve hâttâ bunların Kızıl Gezegen’in bir yerlerinde olgunlaşmayı bekliyor olmaları da çok büyük bir olasılık. 3) Yaşam nasıl oluşmuş olabilir? Yaşamın Yeryüzü’ne bir meteorit ile gelmiş olması gibi uzak bir olasılığı bir kenara bırakırsak, yaşamın gezegenin bebeklik döneminde var olan fiziksel ve kimyasal koşullardan kaynaklanmış olabileceğini varsayabiliriz. Bu koşulların neye benzediğini ortaya çıkartmak çok zordur, çünkü bugün üzerinde yaşadığımız Dünya’da o zamanlardan geriye yok denecek kadar az iz kaldığını söyleyebiliriz. Bugüne dek yaşam ile ilgili kanıtlar 3.8 milyar ya 4) Dünya hangi süreçlerden geçip, levha tektoniğine sahip oldu? Levha tektoniği olmasaydı bugün dünyamız çok farklı bir yer olacaktı. Dünya kabuğunun sürekli olarak hareket etmesi sayesinde istikrarlı bir iklime, mineral ve petrol kaynaklarına sahibiz. Ayrıca okyanuslar da, levha tektoniğine bağlı olarak, yaşamın sürdürülmesini sağlayan kimyasal dengeyi koruyor. Hâttâ levha tektoniğinin birkaç yüz milyon yılda bir evrime yeni bir ivme kazandırdığı düşünülüyor. Dünya, levha tektoniğine sahip olduğunu bildiğimiz tek gezegen. Dünya’nın böyle bir özelliğe sahip olmasının nedenleri ne olabilir? Modellere göre levha tektoniğinin bir gezegen üzerinde sorun yaratmadan var ola bilmesi için gezegenin doğru boyutta olması gerekir. Eğer çok küçük olsaydı litosferi –kabuğun katı kısmı çok kalın olabilirdi. Çok büyük olsaydı güçlü kütleçekim alanı, levhaları sıkıştıracak, birbirlerine çok sıkı bağlanmalarına yol açacaktı. Koşulların da tam olarak uygun olması da gerekiyordu. Gezegeni oluşturan kayalar ne çok sıcak, ne çok soğuk, ne çok yaş, ne de çok kuru olmalıydı. Ne var ki bu koşullar karşılanmış olsaydı bile, litosferin bir şekilde kırılması ve bir parçanın diğer parçanın altına doğru dalması gerekiyordu. Bugün biz bu sürece dalmabatma diyoruz. Pek çok deniz havzasının kenarında, soğuk ve yoğun okyanus tabanı, yoğunluğu daha az olan karasal kabuğun altına dalar ve mantonun içine doğru batar. Ancak genç Dünya bugünkünden daha sıcak bir iklime sahipti. Sert fakat kolayca kırılabilir bir dış DÜNYA’NIN ÖYKÜSÜ kabuğa sahip olacağı yerde, ilk çatlakların oluşmuş Güneş sistemi oluşur olduğu daha yapışkan/esnek bir kabuğu vardı. Dünya’nın %65’i ortaya çıkmıştır Bugüne kadar yapılmış Ay’ı oluşturan çarpışma olan sayısız bilgisayar mo En yaşlı zirkonlar deli, kabuktaki kırıkların aynı anda nasıl oluş Dünya üzerindeki en eski su izleri tuğunu sanal olarak gös Geç Ağır Bombardıman termeye çalıştıysa da başarılı sonuçlar alındığı Yaşamın ilk izleri söylenemez. Levha tektoniği izleri Sıcak mantodan dıDünya’nın manyetik alanı oluşur şarı çıkmak isteyen erimiş mineraller ilk deliği açmış olabilir. Veya bir asteroid veya kuyrukluyıldız çarpması tetikleyici bir Dünya’nın ilk süper kıtası oluşur rol oynamış olabilir. Bu çarpışma, levhaların hareketini yaratan zincirleme olayların tetikleyicisi Olası ilk buzul dönemi olabilir. Bir diğer bilinmeyen ise bu olayın ne zaman başladığı ile ilgilidir. Bu konuda okyanusal kabuk çok az bilgi içerir, çünkü bunlar o kadar eski değildir. Yine de dalmabatma olayından bir şekilde İç çekirdek katılaşır paçayı kurtarmış olan okyanusal kabukları var ve bunlar bazı ipuçları içeriyor. “Ofiyolit Olası “Kartopu Yeryüzü” Ophiolite”ler eski okyanusal kabuğundan arta kalan küçük parçalardır. Kambriyen patlaması Bunlar, dalmabatma zo İlk omurgalı kara hayvanları nundaki kabuğun altına Dinozorlar itileceklerine, dalmabatma bölgelerindeki kıtasal Modern insanlar kabuğun üzerine doğru itilmişlerdir. Son yapılan bir çalışmada Grönland’da ofiyolit olduğu sanılan parça örnekleri bulundu. Bunların 3.8 milyar yaşında olduğu sanılıyor. Böylece levha tektoniğinin 3.8 milyar yıl önce var olduğu anlaşılmış oluyor. Levha tektoniğinin tam olarak ne zaman başladığı bilinmese de, o tarihten sonra gezegenimizin yüzeyinin çeşitli kereler yeniden şekillendiği biliniyor. Bu süreç, suyu, karbonu ve nitrojeni yeniden dönüşüm sürecine sokarak yaşam için ideal bir ortam oluşturdu. Ayrıca Milyar yıl önce Bugün