Dünyanın Çekirdeği 4 Milyar Yıl Genç Çıktı
Yerbilimciler Dünya’nın iç çekirdeğinin gezegenimizden 4 milyar yıl genç olduğunu ortaya çıkardı. Öyle ki Dünya yaklaşık 4,5 milyar yıl yaşında iken demir-nikelden oluşan katı iç çekirdeği sadece 565 milyon yıl yaşında. Genç çekirdek 500 milyon yıl önce Dünya’da hayatın yok olmasını önlemiş ve kara hayvanlarının çoğalmasını sağlayan Kambriyen canlı patlamasına yol açmış olabilir. Peki nasıl?
Dünyanın iki çekirdeği var:
Yüksek basınçla kristalize olmuş demir-nikelden oluşan 1220 km çapındaki katı iç çekirdek ve 2200 km çapıyla demirden oluşan sıvı dış çekirdek. Öyle ki iç çekirdeğin 4 milyar yıl genç olmasının hayatı nasıl kurtardığını anlamak için iki çekirdek arasındaki ilişkiyi incelememiz gerekiyor:
Bir kere iç çekirdek Dünya ile aynı yönde, ama gezegenden biraz hızlı dönüyor. Öte yandan dış çekirdek, Dünya’ya ters yönde ve gezegenden biraz daha yavaş dönüyor. Dış çekirdeğin neden ters yönde döndüğünü bilmiyoruz; fakat bunun Theia çarpışmasından kaynaklandığını düşünüyoruz.
4,5 milyar yıl önce, genç Dünya’ya Mars büyüklüğünde bir gezegenimsi çarptı ve iki gökcismi birleşerek bugünkü Dünya’yı oluşturdu. Theia çarpışması aynı zamanda Dünya’nın büyük ve ağır çekirdeğini oluşturdu.
Bugün iki çekirdek olması ve bunların ters yönlerde dönmesi de hem sürtünme yoluyla gezegeni içten ısıtıyor, hem de kıtaların kaymasını sağlayarak depremlere neden oluyor. Aynı zamanda, yaşamı zararlı kozmik ışınlar ve güneş rüzgarından koruyan güçlü bir manyetik alan üretiyor.
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Ancak eksik bir nokta var
Rochester Üniversitesi araştırmacıları, Dünya’nın katı iç çekirdeğinin sadece 565 milyon yıl yaşında olduğunu tespit ettiler. Bu da bir sorun; çünkü Dünya’nın manyetik alanını ters yönde dönen ve birbirine sürtünerek dinamo etkisiyle elektrik üreten İKİ çekirdek oluşturuyorsa ve iç çekirdek de yalnızca 565 milyon yıl yaşında ise eskiden manyetik alanı ne üretiyordu?
Sıvı çekirdek
Yerbilimciler 565 milyon yıl öncesine dek Dünya’nın içinin yaşına göre çok sıcak olduğunu tespit ettiler. Yüksek sıcaklık büyük olasılıkla antik Theia çarpışmasından kaynaklanıyor ve çekirdeğin sıvı kalmasını sağlıyordu.
Yine de demir ve nikel gibi ağır elementlerden oluşan sıvı çekirdek Dünya’nın merkezine doğru çökmeye devam etti. Böylece eski zamanlarda gezegendeki hayatı koruyan manyetik alanı üretmeye sürdürdü.
Ancak, Dünya’nın eski manyetik alanı kara canlılarını, özellikle de bitkiler ve hayvanları koruyacak kadar güçlü değildi. Bu da canlıların karaya çıkmasını geciktirmiş olabilir; çünkü denizler kozmik ışınlar ve zararlı güneş rüzgarına karşı doğal koruma sağlıyor.
Oysa karalar kansere yol açan radyasyona daha fazla maruz kalıyor. Ancak, 565 milyon yıl önce karalar daha yüksek düzeyde radyasyona maruz kalıyordu ve yeryüzü bugünkü kadar hayata elverişli değildi.
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Kambriyen patlaması
541 milyon yıl önce gerçekleşen Kambriyen canlı patlamasında denizler ve karalardaki çok hücreli canlı türlerinin sayısı hızla arttı. 530 milyon yıl önce ise ilk hayvanlar karaya çıktı.
Bilim insanları çokhücreli canlıların kısa sürede ortaya çıkıp gezegene yayılmasını sağlayan Kambriyen patlamasını açıklamak için çok çalıştılar ve iki ana sebep buldular: 2) Günümüzden 630 milyon yıl öncesine kadar bütün Dünya’yı kaplayan 1,5 km kalınlığındaki global buzulların erimesi (Kartopu Dünya).
2) Gezegenin ortalama sıcaklığının yükselmesine ek olarak ilk bitkilerin atmosferdeki oksijen miktarını artırması. Böylece Güneş’in zararlı morötesi ışınlarını kesen ozon tabakasının oluşması.
Ancak, yerbilimciler kara hayvanlarının yaygınlaşmasına yol açan bir sebep daha buldular: Dünya’nın daha güçlü bir manyetik üretmesini sağlayan katı iç çekirdeğin oluşması.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Dünya’nın çekirdeği neden önemli?
Açıkçası Dünya doğduğu günden bu yana soğuyor. Öyle ki sıvı çekirdeğin bir kısmı da merkezde soğuyarak katılaştı (Eskiden yüksek sıcaklık nedeniyle merkezdeki muazzam basınca rağmen sıvı kalabiliyordu).
Öte yandan, eskiden Dünya’nın manyetik alanını yalnızca sıvı çekirdek oluşturuyordu ve bu süreçte merkezde katı iç çekirdek ortaya çıkmasaydı sıvı çekirdek zamanla tümüyle soğuyarak katılaşacaktı. Bu da iki ölümcül sonuca yol açacaktı:
1) Tektonik hareketlerin, yani kıtaların kaymasının durması ve gezegenin, atmosferi arıtarak temizleyen bu doğal klima sistemini kaybetmesi. 2) Gezegenin hayatı ve atmosferi güneş rüzgarından koruyan manyetik alanı kaybetmesi.
Mars’ı bu öldürdü
Bilim insanları benzer bir sürecin 4 milyar yıl önce Mars’ta yaşandığını belirtiyor: Mars’ın çekirdeği donunca gezegen koruyucu manyetik alanını kaybetti. Böylece güneş rüzgarı, Mars atmosferini uzaya üfledi ve basınç düşünce okyanuslar buharlaştı. Morötesi ışınlar da atmosferdeki su buharını parçalayınca gezegen kurak ve soğuk bir çöle dönüştü.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Biz daha şanslıyız
Dünya’nın yerçekimi Mars’tan yaklaşık 3 kat güçlü. Bu sebeple Dünya’nın çekirdeği iç ve dış çekirdek olarak farklılaşmadan tümüyle katılaşsaydı bile, güçlü yerçekimi atmosferi büyük ölçüde korurdu. Elbette Dünya atmosferin bir kısmını kaybeder ve deniz seviyesindeki basınç biraz düşerdi. Ancak, Mars’taki felaket yaşanmazdı.
Bununla birlikte, kıtaların kaymasının durması ve manyetik alanın yok olması bitkilerle hayvanların karalara çıkmasını önler; büyük olasılıkla da çokhücreli canlıların ortaya çıkmasına engel olurdu. O zaman da evrim sürecinde kediler, köpekler ve insanlar türemezdi.
İlgili yazı: Dünyanın Derinliklerinde Yeraltı Okyanusu Bulundu
İç çekirdek nasıl oluştu?
Bu sürecin bütün detaylarını henüz bilmiyoruz; ama elimizde mantıklı bir açıklama var: Dünya’nın kütlesi büyük; çünkü Dünya’da bol miktarda demir ve nikel var. Bunlar ağır elementler olarak haliyle merkeze çöktüler. Böylece kendi ağırlığıyla ezilip yüksek basınç altında sıkıştılar.
Oysa Theia çarpışması olmasaydı Dünya’daki ağır element miktarı daha az olacaktı. Bu durum dibe çökmeyi yavaşlatarak sıvı çekirdeğin zamanla tümüyle katılaşmasını yol açacaktı. Böylece sıvı çekirdek farklılaşmayacak ve merkezde katı iç çekirdek oluşturmayacaktı.
Bu bağlamda katı iç çekirdek sıvı dış çekirdeği kurtardı diyebiliriz: Sonuçta sıvılar ısıyı daha iyi iletiyor. Katılar ise mevcut ısıyı daha iyi koruyor. Ayrıca katı iç çekirdek ile sıvı dış çekirdeğin sürtünmesi iç sıcaklığı koruyan ek ısı üretiyor.
Bu süreç dış çekirdeğin soğumasını geciktirerek Dünya’nın son 565 milyon yılda ürettiği “yeni model” manyetik alanın ömrünü uzatıyor. Aynı zamanda gezegenin ortalama sıcaklığını konforlu bir düzeyde tutuyor (Dünya’nın sıcaklığı sadece Güneş’e bağlı olsaydı ortalama sıcaklık 0 dereceyi geçmezdi).
İlgili yazı: İlk Kara Delikleri Karanlık Madde Oluşturdu
Çekirdeği nasıl anladık?
Yerbilimciler Dünya’nın katı iç çekirdeğinin en erken 2,5 milyar yıl ve en geç 500 milyon oluşacağını hesaplamışlardı. Ancak, Rochester Üniversitesi araştırmacıları katı çekirdeğin yaşını daha kesin hesapladılar. Bunu da Dünya’nın manyetik alanının zamanla nasıl değiştiğine bakarak tespit ettiler.
Manyetik alan nasıl değişir?
Burada manyetik alan şiddetinin değişmesinden ziyade, manyetik kutupların yer değiştirmesinden söz ediyoruz: Yerbilimciler Dünya’nın manyetik kutuplarının son 83 milyon yılda 183 kez ters döndüğünü ve bu süreçte pusula iğnelerinin güneyi gösterdiğini biliyor (o zamanlar pusula yoktu ama mantık aynı).
Ayrıca Dünya’nın manyetik alanı düzensiz aralıklarla Ters dönüyor. Buna 1) İç çekirdek ile dış çekirdeğin birbirine sürtünmesi, 2) Dış çekirdeğin alt kesimlerinin yavaşça katılaşması ve 3) iç çekirdeğin dış yüzeyinin engebeli olması yol açıyor. Hatta iç çekirdeğin yüzeyi bazı noktalarda tekrar tekrar eriyip katılaşıyor olabilir.
Her durumda Dünya’da manyetik kutupların ters dönmesi metal içeren kayalarda izler bırakıyor. Rochester Üniversitesi araştırmacıları da Kanada’nın Quebec eyaletindeki antik kristal yataklarını (anortozit) incelediler ve kutupların ters dönmesini gösteren manyetik izlere baktılar.
Böylece ürkütücü bir gerçeği açığa çıkardılar: 565 milyon yıl önce Dünya’nın manyetik alanı 10 kat zayıftı ve çökmek üzereydi. Günümüzde Dünya’nın katı bir iç çekirdeği olduğuna göre, bu zayıflamanın tek bir açıklaması olabilirdi: Katı iç çekirdeğin 565 milyon yıl önce oluşmuş olması. İç çekirdek hızla büyürken yeni ve daha güçlü bir manyetik alan üretti.
İlgili yazı: Evren Boşluktan Nasıl Oluştu?
Öte gezenlerde yaşam
Dünya’nın katı iç çekirdeğinin gezegenden 4 milyar yıl genç olması, aynı zamanda dünya dışı zeki yaşam için daha kesin limitler koyuyor: Öte gezegenlerin yaşama elverişli olması için en az 4,5 milyar yıl boyunca güçlü bir manyetik alan oluşturması gerekiyor.
Ayrıca gezegen soğurken mutlaka katı iç çekirdek oluşması gerekiyor. En azından insan gibi zeki türlerin ortaya çıkması için bunun şart olduğu görülüyor (Bkz. Herkes nerede ve Öte gezegen avcısı TESS teleskopu). Dünya’yı baz alırsak kompleks yaşamın en az 560 milyon yıl yaşında bir katı iç çekirdek gerektirdiğini söyleyebiliriz.
İlgili yazı: Çin Ay’dan Helyum 3 Füzyon Yakıtı Getirecek
565 milyon eksi 2,5 yıl
Ancak, Einstein’ın görelilik teorisini dikkate alırsak Dünya’nın çekirdeğinin 565 milyon eksi 2,5 yıl yaşında olduğunu söyleyebiliriz. Sonuçta görelilik teorisi uyarınca kütleli cisimlerde zaman daha yavaş akıyor (sadece kütlesi daha az olan başka bir cisme göre).
Dünya’nın kütlesinin büyük kısmı da iç ve dış çekirdekte bulunuyor. Sıvı çekirdeğin 4 milyar yaşında olduğuna ve katı iç çekirdeğin de sıvı çekirdeğin katılaşmasıyla oluştuğuna dikkat edersek bu durum, iç çekirdeğin yerkabuğundan 2,5 yıl genç olduğunu gösteriyor (Tabii yeryüzündeki bizlere göre).
Her durumda bu oldukça kaba bir hesaplama. Bir kere çekirdeğin homojen olduğunu; yani farklı katmanlardan oluşmadığı ve yoğunluğunun dıştan içe doğru pek değişmediğini varsayıyoruz. Ancak, aynı zamanda doğru bir hesaplama olabilir; çünkü Dünya’nın iç çekirdeğinin yüksek basınç nedeniyle iyi sıkıştığını ve son derece homojen olduğunu tahmin ediyoruz.
Sonsöz
Böylelikle Dünya’nın içyapısının hayatın gelişimi için ne kadar önemli olduğunu ve bunun dünya dışı zeki yaşam için de ne kadar kritik olduğunu gördük. Peki Dünya’nın manyetik alanında açılan delikler ne kadar tehlikeli? Onu da ilgili yazıda okuyabilirsiniz. Havaların açtığı şu günlerde keyifli bir hafta sonu dilerim.
Dünya’nın çekirdeğine yolculuk
1Young inner core inferred from Ediacaran ultra-low geomagnetic field intensity
2The young centre of the Earth
Bu çok ilginç ve önemli bir keşif,ilk defa duydum ve oldukça da şaşırdım, teşekkürler hocam.
Bu keşiften doğrudan böyle bir sonuç çıkmıyor ama acaba bu olayın Kambriyen patlaması ile de bir ilgisi olabilir mi? İnsan bunu düşünmeden edemiyor ve eğer ilgiliiseyaşamve zeki yaşam konusunda denklemler yine dünya ve “rare earth hipotezleri” (evrende yaşam ve zeka belkide yok denecek kadar nadirdir) lehine oldukça değişir.
Tasarımcı zekayı ellerin kullanımı yani alett kullanımı ile ilişkilendirdiğiniz için sanırım manyetizmayı ve karasal ortamda evrimleşmeyi büyük beyinvezeka-tasarım kabiliyeti açısından baz alıyorsunuz. (ben de böyle düşünüyorum ama tek yol bu değil) Karasal yaşam konusunda karşımıza bu noktada şöyle bir sorun daha çıkıyor (yazarken heyecanlandım şu an)
Eğer moleküler evrim başlangıç koşulları açısından denizlerde ortaya çıkmış ve uzun süredir orada yaygın ise bir iki spesifik extremofil tür dışında neredeyse tüm dünya canlılarının radyasyona karşı intoleransı anlaşılabilir. Zira derin sular bu radyasyonu absorbe ediyor ve çeşitli zarflar içersinde (peptid protein,virüs gibi)korunabilen rna ve dna da zaten sularda çeşitlenebiliyor. Ancak bu yapılar bir bütün olarak dna ve rna yı doğrudan güneş radyasyonuna maruz bırakmamak dışında(hemen bozuluyor çünkü) mevcut evrim çizgileri boyunca radyasyonla sınanmıyorlar.
Fakat sonra,dünyanın manyetik kalkanı öncekinin 10 katı güçleniyor,üstelik ozon tabakası oluşuyor. böylece aslında karaya aynı özellikleriçoğu noktadakoruyan canlılar karasal ortama da kolayca adapte olabiliyorlar.
Eğer güçlü manyetik kalkan dünyada 500 milyon yıldır değil de 4milyar yıldır var olsaydı karaya geçiş daha önce mümkün olabilirdi çünkü okyanuslarda evrimleşmiş türler açısından güneş radyasyonu bambaşka bir değişkenbu geçiş kolay olmaz.
Beri taraftan hiçbir zaman manyetizma oluşmazsa bu durumda da 2 senaryodan bahsedebiliriz.
1. Biyolojik evrim okyanuslarla sınırlı kalır ve hiç bir zaman karalarda canlıformlar bulunmaz. Bu düşük bir olasılık ama dünyadandaha fazlaradyasyona maruz kalangezegenlerde mümkün bence.
2. Karaya geçen türlerin tamamı radyasyona karşı hatta dnaonarımıkonusunda çok daha donanımlı türlerdir, bu durum geçisi filtreli kılar vebambaşka birhikaye oluşur.. Yani biyolojik tarih boyunca çok özel türler karaya geçer,orada uyum sağlar çeştlenir,zamanla yüksek radyasyon toleransı okyanuslara taşınır, zira sonraki dönemlerde bazı türler yeniden bizim deniz memelerinde ve penguenlerde olduğu üzere beslenme stratejisi bağlamında yeniden suya adapte olacaklardır.
Bu noktada koruyucu manyetizmanın 4,5 milyar yıldır sürmesi şart değil, bu sadece dünya gezegenindeki oldukça çeşitlenmiş binlerce habitada dağılmış okyanusal türlerin en başta da bitkisel formların sudan karaya geçebilmeleri için zaruri veaşamalıolarak bir çok türbu geçişi yapmış.
Diğer taraftan tasarım kabiliyeti ve zekailişkisi bağlamında fazla anthropomorfik düşünmemek de gerek bence. Hatta iddiamodurkizeka sonuncu silah ve pahalı bir üretim biyolojide. Dolayısıylaaslında bulunduğuortamaçokiyiuyumsağlamışş baskın türlerde değil, aksine çekinik türlerde zeka aramak gerekiyor muhtemelen bunların yüzünün de nesli tükenmiş oluyor. Örneğin insanın atalarının hiç bir habitatda besinzincirinin tepesinde olduğuna ihtimal vermiyorum buniteliğe çok sonraları zekası gelişince erişebiliyor,ondan öncesindede zaten hep en akıllı hayvan olması gerekiyor,en baskın değil.
Bu noktada karadahayat başlamadığında medeniyetyaratan türün ortak atası bugünkü kafadan bacaklılar olabilir örneğin,bu noktada okyanus habitatının da daha derin ve geniş, karasal ortamların kısıtlı ve dar olduğunu düşünelim. Zihnimde bir uzaylıyı canlandıramam elbet ama çok kollu bir kafadan bacaklının hem kemiksiz kafası sebebiyle beyninigeliştirmesiprimattandahakolay aslındahem de 8 veya 10kolunun farklı biçimde şekil aldığını hayaledersek görünüşü bize pekhitapetmeyecek olsada bu 8-10 uzvunu koordineli biçimde kullanacak zeki arkadaşlarla zihinsel kabiliyetlerimizi asla yarıştıramayabilir, okyanussal hiç bir zaman karaya çıkmamış, ancak suyun dışını anlamakla kalmayarak uzayda kolonileşmeyi başarmış (muhtemelen uzay gemileri varsa içinde yüzüyorlar tüm teknoloji su bazlı) olabilirler. Yani blığınyüzgecinininsaneline dönüştüğü bir şey olabiliyorsa bu neden olmasın ki? Bence asıl zor olandünyada karada yaşayan bizim zeka evrimimiz? 🙂