İlk Süperkıta Columbia Nasıl Oluştu ve Parçalandı?

İlk süperkıta Columbia 1,8 milyar yıl önce nasıl oluştu ve 1 milyar yıl sonra neden parçalandı? Kıtalar kaymaya başlamadan Dünya neye benziyordu ve ilk canlılar karaya nasıl çıktı? Çokhücreli türlerin henüz belirmediği ve ozon tabakası ince olduğu için Güneş’in morötesi radyasyonuyla yıkanan karalara yayılamayan canlıların genellikle denizde yaşadığı bakir çağları görelim.

Oysa 1,8 milyar ila 800 milyon yıl arasında geçen zamanda Dünya göründüğünden çok daha aktif, dinamik ve heyecanlı bir yerdi. İlk süperkıta Columbia o zaman oluştu, parçalandı ve bugünkü karaların çekirdeğini doğurdu. Peki Columbia kıtası neden parçalandı ve canlıların karaya çıkmasını ne tetikledi?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Süperkıta öncesi Dünya

Yaklaşık 2 milyar yıl önce Dünya gezegeni çok farklı bir yerdi. Bakteriler, arkeler, sporlar, likenler ve hatta bakteri kolonileri vardı. Ozon tabakası yeni oluşuyor ve atmosferdeki oksijen miktarı da artıyordu; ama çok hücreli canlılar, kısacası bitki ve hayvanlar yoktu. Karalar büyük ölçüde yaşamdan yoksun çıplak düzlüklerdi. Dağlar ise henüz bir yenilikti.

Üstelik uzayda yaşam ararken bu size ders olsun: Dünyamız yaşam barındırsa da bugünkü hayata oldukça düşman bir yerdi. Düşman derken okyanus kimyası da farklıydı ve bugünkü balıkların antik denizlerde yaşaması imkansızdı. Dünyamız siyan bakteriler, mikrobik organizmalar, hal bakteriler ve belki de likenlerin egemenliğindeydi.

Ancak, eski dünyanın farklılığını yüzeyinden çok yerkabuğunun altında olan bitenlerde aramak lazım. Örneğin 1,8 milyar yıl önce Dünya’nın katı iç çekirdeği yoktu ve manto tabakası da bugünkünden çok daha sıcaktı. Öyle ki Güneş’in günümüzden yüzde 5-18 daha soluk olmasına karşın buzullar pek görülmemişti.

Bunun bir nedeni de plaka tektoniğinin, yani kıtaların kaymasının henüz başlamamış olmasıydı. Yerkabuğu sıcaktı ve bugünkü gibi 12 adet neredeyse tümüyle sertleşmiş plakayla kaplı değildi. Yerkabuğu nasıl oluştu yazısında anlattığım gibi günümüzde bilinen 7 kıta ve batık sekizinci kıta Yeni Zelandiya tıpkı kafatası kemikleri gibi tırtıklı yerlerinden birleşen bu plakaların üzerinde yer alıyor.

Columbia ve plaka tektoniği

Eski dünyada yerkabuğunu oluşturan plakalar çok daha yumuşaktı ve bugünkü kesin şeklini almamıştı. Plakalar yeni oluştuğu için gerçek anlamda kıtaların kayması yoktu. Bugün görüldüğü üzere Atlantik sırtı denilen ve okyanus tabanında yer alan dev çatlaktan çıkan lavlar yeni kabuk yaratmıyordu. Atlantik sırtı genişlerken yerkabuğunu ABD ile Asya yönünde itip yuvarlak Dünya’nın arka yüzünde, Pasifikte birleşmelerine ve yer kalmadığı için yeraltına batmalarına izin vermiyordu. Özetle kıtaların yeryüzünde kayarak yer değiştirmesine yol açan plaka tektoniği yoktu. Peki bunun yerine ne vardı?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Süperkıta Columbia ve kapak tektoniği

Şimdi size ilginç bir şey söyleyeceğim: Dünyamız yüzeyinde kıtaların kayması görülen tek gezegendir. Venüs, Mars ve Merkür’de kapak tektoniği görülür. Hatta Jüpiter uydusu Europa ve Satürn uydusu Enceladus gibi kaya yerine küresel buz kabuğuyla kaplı olan yeraltı okyanusu dünyalarında da kapak tektoniği etkindir. Peki plaka ve kapak tektoniği arasındaki fark nedir?

Yeni oluşan bir gezegenin kabuğu hızla soğuyarak katılaşır. Örneğin yerkabuğu eski dünyanın Theia çarpışmasıyla yok olması ve dünyanın yeniden oluşmasından sadece birkaç milyon yıl sonra tümüyle katılaşmış olmalı. Ancak, genç gezegenlerin içi çok sıcaktır; yani yerkabuğunun altındaki manto henüz çok sıcaktır ve magma kıvamında akar. Soğuk kabuk da global magma okyanusunun üzerinde yüzer. Oysa ikisi birbirine karışmaz!

Neden derseniz: Yerkabuğunun sert ve mantonun akışkan olması, iki katman arasında yoğunluk farkına yol açar. Bu da beklenmedik şekilde manto ile yerkabuğu arasındaki ısı alışverişini (taşınım, konveksiyon hareketleri) keserek bir tür termal yalıtım yaratır. Sadece sıvı çekirdekten çıkan dev magma sorguçları yüzeye yükselerek yerkabuğunda sivilce gibi dizilen yanardağ zincirleri oluşturur.

Taşınım söz konusu olmadığı için katı kabuk magma üzerinde yüzer ama pek çatlamaz ve kaymaz. Kısacası gerçek plakalar oluşmaz. Geçici çatlaklar hızla kapanır ve sınırlı ölçüde kıtaların kayması görünebilir; ama bunun için gezegenin okyanuslarla kaplı olması gerekir. Peki bunun suyla ne ilgisi var?

Süperkıta oluşumu

Bugün kıtalar plakalar üzerinde kayıyor ama bunun için plakaların üzerinde büyük kıtaların olması lazım. Nitekim Dünya’da eskiden karalar yoktu ve gezegenimiz tümüyle sularla kaplıydı. Kıtalar 4 ila 1 milyar yıl önce yavaş yavaş oluştu. Kayaların suyla teması bazaltı granite dönüştürerek su üzerinde yükselen kara parçalarını oluşturdu. İlk gerçek süperkıta Columbia veya diğer adıyla Nuna ya da Hudson Ülkesi yeterince büyük kıtaların oluşması ve birleşmesiyle oluşmuştur.

İlgili yazı: Virüsler Canlı mı ve RNA Yaşamın kökeni mi?

 

İlk süperkıta ne kadar büyüktü?

1,8 milyar yıl önce oluşan ve Dünya’daki karaların yüzde 75’inin birleşmesiyle meydana gelen Columbia, neredeyse 175 milyon yıl önce parçalanarak bugünkü yedi kıtayı oluşturan Pangea kadar büyüktü. Ben de 1,8 milyar yıl önce plaka tektoniği olmasa bile kıtaların kısmen kaydığını söylemiştim; ancak onları birleştiren ve süperkıta Columbia’yı yaratan ana etmen kıtaların kayması değildir.

Bunun nedeni süper sıcak manto tabakasının yerkabuğunu çatlaklar halinde eriterek parçalaması ve anakaraları kenarlarından eriterek birbirine kaynaştırmasıdır. Kısacası plaka tektoniğinden önce yerkabuğu tekparçaydı ama sıcak manto bu kabuğu çatlattı. O sırada oluşan ve yeterince büyüyen karalar ise çatlakların derinleşmesine neden oldu. Plaka tektoniğinin parçaları böyle oluştu.

Yine bu yüzden eski Dünya’da dağlar yoktu. Kıtalar kaymıyordu ki Hindistan’ın Asya’ya yaptığı gibi çarpışıp Himalayalara benzeyen yüksek dağlar oluştursun! Bunun dışında günümüzdeki karaların da farklı zamanlarda oluştuğunu belirtelim. Örneğin Anadolu bugünkü halini 18 milyon yıl önce almaya başladı ama Dünya’nın en eski kara parçası Kuzey Minnesota (ABD) ve Güneydoğu Manitoba’da (Kanada) Yüksek Kraton’dur. Keza Güney Afrika da Dünya’nın en eski karalarından biridir.

Oysa kıtaların kayması yüzünden okyanus tabanı sürekli yeraltına batıyor. Kıtalar daha hafif oldukları için magmanın üzerinde yüzdüğünden yüzeyde kalıyor; ama en eski kıtaların büyük kısmı son 1 milyar yılda yeraltına batmış bulunuyor. Bu nedenle süperkıta Columbia’dan oluşan karaların izini sürmekte zorlanıyor. Kraton denilen bu antik kara parçalarını Doğu Afrika’daki Yarık vadisi veya Pasifik Ateş Çemberi gibi işaretleyemiyoruz (bunlar plakaların kafatası kemiği gibi birleştiği çatlaklardır).

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

İlk süperkıta nasıl keşfedildi?

Az önce Dünyamız kıtaların kaymasıyla eski karalara ait kanıtları yok ediyor dedik. Peki bu kadar karartma varken yerkabuğundaki karaların geçmişini nasıl okuyoruz? Örneğin bilinen en eski kara parçası olan Vaalbara 3,6 milyar yıl önce oluşmuştur ve bugünkü bunun izlerini içeren Kaapvaal Kratonu Güney Afrika’nın kuzeydoğusunda yer almaktadır. Bunun için minerallere bakıyoruz:

Minerallerin kimyasal yapısı kıtaların kaymasıyla ne kadar derine indiği ne kadar ısınarak sıkıştığını gösteriyor. Biz de minerallerin yaşını belirlediğimiz zaman bunları 3,6 milyar yıllık en eski karalarla bile eşleştirebiliyoruz.

Öyle ki karaların oluştuğu andan beri büyük ölçüde yeryüzünde kaldığını ve batan bazı kara parçalarının ise yanardağlarla lav akıntıları gibi volkanik faaliyetlerle yüzeye çıktığını unutmayın. Bu da bize yerkabuğunun Arkean Devrinde şekillendikten sonra (4-2,5 milyar yıl önce) ve 2,78 milyar yıl öncesinden itibaren hareketlenmeye başladığını gösteriyor.

Süperkıta öncüllerinin ve ilk dağların bu dönemde oluştuğunu görüyoruz. Yeryüzünü bombalayan kuyrukluyıldız ve asteroitlerin seyreldiği 3,9 milyar yıl öncesinden beri başkalaşım kayalarının sayısı da ilk kez bu dönemde artıyor. Volkanik faaliyetler artarken tekparça yerkabuğu yavaş yavaş parçalanmaya başlıyor ve plakaların öncüsü olan esnek kabuk parçaları beliriyor. Bunun nedeni ise manto tabakasının çok sıcak olmasıdır. Peki manto ne kadar sıcaktı?

Dünyanın ateşini ölçmek

2,8 milyar yıl önce manto tabakası 250 derece daha sıcaktı. Bu da eski yerkabuğunun ince ve kırılgan olduğunu gösteriyor. Bu da iki sonuç doğurdu: Yerkabuğu sıcak manto üzerinde kolayca çatladı ve 1,8 milyar yıl önce süperkıta Columbia’nın oluşurken çatlaklar derinleşerek kalıcı oldu. Yerkabuğunun kalınlaşmasıyla çatlaklar ilk plakaları oluşturdu ve mantoyla taşküre arasındaki ısı alışverişini güçlendirdi. Özetle Columbia’dan önce bazı kabuk parçaları mantoya batıyor olsa bile bu hareket sığ kalıyor ve batan parçalar pek derine inmiyordu. Günümüzde ise 650 km derine inebiliyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Süperkıta ve hayatın oluşumu

Kıtaların kaymasından önce Dünya’da hayat vardı ama okyanuslarla sınırlıydı. Oysa 2 milyar yıl önce okyanuslardaki oksijen oranı çok azdı ve su kütlesi daha çok hidrojen sülfür içeriyordu. Dolayısıyla Dünya çekirdek zarı olan ökaryotların (modern hücrelerin) yaşamasına elverişli bir yer değildi. Oksijen azlığı ve sülfür ökaryotlar için zehirli olan öksinya durumuna yol açıyordu.

Biz de eski dünyanın hallerini Mor Dünya hipotezinde gördük. Gezegenimiz bu dönemde siyan ve hal bakterilerinin egemenliğindeydi. Fotosentez yapan mor ve yeşil sülfür bakterileri sığ havuzların üzerine boya gibi kaplıyordu. Bilim insanları kıtaların kaymasının başlamasından önce gelen ve 800 milyon yıl öncesine kadar süren bu döneme en sıkıcı 1 milyar yıl dediler.

Oysa ilk süperkıtaların oluştuğu Proterozoik Devirde Dünya dev bir kimya reaktörüydü ve evrim sürecinde çokhücreli canlıları geliştirmek için çok çalışıyordu. Sonuçta Columbia parçalandıktan sonra 1,1 milyar yıl önce Rodinia süperkıtası ortaya çıktı ve 900 milyon yıl önce parçalandı. Arkasından Dünya’nın tümüyle buzullarla kaplı olduğu kartopu dünya dönemi geldi ve takvimler 750 milyon yıl öncesini gösterdiğinde modern plaka tektoniği görülmeye başladı.

Artık manto yeterince soğumuştu ve kıtalar 12 plaka üzerinde sürekli kayıyordu. Bu da fiziki coğrafyayı ve iklimi değiştirerek yeni canlı türlerinin türemesi için evrimsel baskıyı artıyordu. Kısacası kıtaların kayması evrimi hızlandırdı. 650 milyon yıl önce “kanlı” canlılar türedi. 500 milyon yıl önce ise iç çekirdek katılaşarak bugünkü halini aldı. Gerisini biliyorsunuz. İlk hayvanların gelişi ve 540 milyon yıl önce canlı türlerinin sayısının hızla arttığı Kambriyen Patlaması…

Son söz daha söylenmedi

Peki ilk insan 342 bin ila 195 bin yıl önce nasıl ortaya çıktı? Onu da şimdi okuyabilir, virüslerin insan evrimine katkısını ve insanların 100 yıl içinde nasıl evrim geçireceğine bakabilirsiniz. Daha yakın geçmişle ilgileniyorsanız modern arkeolojinin temeli olan karbon 14 tarihleme yöntemini İngiltere’deki en eski yapılardan biri olan Stonehenge anıtının kimler inşa etti sorusunu yanıtlayarak inceleyebilirsiniz. Ege ve Akdeniz dışında sellerin egemen olduğu ülkemizde sağlığınıza dikkat edin. 😊

İlk süperkıtaların oluşumu

¹The Case for a Hot Archean Climate and its Implications to the History of the Biosphere (pdf)
²A Tracer-Based Algorithm for AutomaticGeneration of Seafloor Age Grids from PlateTectonic Reconstructions
³Long-Term Cyclicities in Phanerozoic Sea-Level Sedimentary Record and their Potential Drivers (pdf)
⁴Bifurcation in the Growth of Continental Crust (pdf)