Manto Kabarcıkları Kıtaları Nasıl Kaydırıyor?

Yerin 2000 km altında olan manto kabarcıkları kıtaların kaymasını nasıl hızlandırıyor? Manto kabarcıkları Hawaii’yi nasıl oluşturdu? Dünya’nın içyapısı bildiğiniz gibi değil. Dünya gezegeni eskiden öğretildiği gibi iç içe geçmiş kusursuz kürelerden oluşan düzenli yeraltı katmanları içermiyor. Bunun yerine dev manto kabarcıkları dış çekirdekten kıtaların altına yükseliyor ve iç katmanların şeklini bozuyor. Manto kabarcıkları dış çekirdeğin yüksek ısısıyla oluşan termal taşınım hareketlerini güçlendirerek kıtaların kaymasını hızlandırıyor. Peki manto kabarcıkları nedir ve nasıl çalışır?

Manto kabarcıkları ve çekirdek

Dünyamız sıcaklık, yoğunluk ve kimyasal bileşim açısından çok katmanlı bir gezegen. Yerkabuğunun (taşküre) altında üst manto, alt manto, dış ve iç çekirdek katmanları yer alıyor. Biz de ara katmanlarla birlikte bunları iç içe geçen küreler halinde resmediyoruz. Dünya’nın içyapısını ayırt etmek ve öğrenmek açısından bu pratik bir model.

Buna karşın yeraltında iç içe geçmiş alt ve üst manto küreleri yok. Bunun yerine manto tabakasının içinde anakara büyüklüğünde dev kabarcıklar bulunuyor. Bunlar şekilde görüldüğü gibi yumru patateslere benziyor. Artık yerin 2000 km derininde yer alan bu kabarcıkların yeryüzündeki yaşamı “derinden” etkilediğini biliyoruz. Nasıl derseniz:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Manto kabarcıkları ve sarsıntıölçer

Yerbilimciler manto kabarcıklarını araştırmak için titreşim ölçer kullanıyor. Genellikle 5 litrelik boya kutusu büyüklüğündeki bu aygıtlar başta depremler olmak üzere yerkabuğundaki bütün titreşimlerin şiddetini ölçüyor. Richter ölçeğinde 6 şiddetinde deprem dediğiniz zaman bu bilgiyi bir titreşim ölçerden alıyoruz. Bilimsel çevrelerde daha çok sismograf olarak geçen aygıt TDK’da Türkçeye depremyazar olarak çevriliyor.

Oysa sismograflar her türlü titreşimi ölçtüğü için bunu depremle kısıtlamamak gerekiyor. Ayrıca sismograflar titreşimleri kağıt üzerinde çiziyor ama yazmıyor. Tıpkı 3d printerların nesneleri yazmak yerine basması gibi… Öyle ki Dünya’nın iç kesimlerinin deniz gibi dalgalanmasıyla oluşan bu titreşimler kısa sürede gezegenin tamamını etkiliyor.

Gerçi sarsıntı kaynağından ne kadar uzaklaşırsanız dalgaların şiddeti de o kadar azalıyor ama sismik titreşimler düz bir çizgi üzerinde ilerlemiyor. Üstelik farklı yeraltı katmanlarından geçerken hızı yavaşlıyor. Yeraltı katmanlarının yoğunluğu (santimetreküpte kaç gram kütle içerdiği), akışkanlığı ve sıcaklığı titreşimlerin yayılımını hızlandırıyor veya yavaşlatıyor. Bu da Dünya’nın içyapısının bir anlamda röntgenini çekmeye izin veriyor ki bilim insanları manto kabarcıklarını da bu şekilde saptadılar:

İlgili yazı: Yerkabuğu Nasıl Oluştu ve Kıtalar Neden Kayıyor?

 

Yeraltının tomografisini çekiyoruz

Örneğin sismik titreşimler yerüstündeki erimiş kayalar (lav) ve yeraltındaki erimiş kayalardan (magma) geçerken yavaşlıyor. Öte yandan soğuk, yoğun ve sert metalik kayalardan geçerken hızlanıyor. Yerbilimciler birçok titreşim ölçerin verilerini karşılaştırarak yeraltı katmanlarının haritasını çıkarıyor. Bu yönteme sismik tomografi diyoruz ve manto kabarcıklarını da böyle ortaya çıkardık.

Öncelikle manto tabakasının yüksek sıcaklık yüzünden eriyip sıvılaşmış olduğunu düşünebilirsiniz. Oysa yüksek basınç nedeniyle mantodaki kayalar daha çok bal kıvamında yavaş yavaş akıyor. Bununla birlikte manto iki dev kabarcık içeriyor. Bunlardan biri büyük okyanus ve diğeri de Afrika ile Atlantik Okyanusu’nun altında yer alıyor. Yumru köke benzeyen bu düzensiz kabarcıkları 1970’lerin sonunda keşfettik ama en ilginç nokta resimde gördüğünüz gibi bunların kıta büyüklüğünde olmasıdır.

Manto kabarcıkları çekirdek-manto sınırından başlayarak yüzeye doğru yüzlerce km yükseliyor. Sismik titreşimler kabarcıkların içinden geçerken yavaşlıyor ve dışarı çıktıktan sonra tekrar hızlanarak kabarcıkların kaotik yapısını ele veriyor. Peki bunlar hangi elementlerden oluşuyor?

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

 

Manto kabarcıkları ve hidrojen peroksit

Manto kabarcıkları kıtaların kaymasını dolaylı olarak hızlandırıyor ama kıtaların kaymasına neden olmuyor. Tersine, kıtaların kayması manto kabarcıklarını oluşturuyor: Yerkabuğu nasıl oluştu yazısında anlattığım gibi sıcak dış çekirdek yeraltını ısıtarak taşkürede kıtaların kaymasına neden oluyor. Aslında kıtalar doğrudan kaymıyor. Bunun yerine üzerine oturdukları okyanus tabanı kayıyor.

Bir yandan Atlantik ve Pasifik sırtındaki çatlaklardan çıkan lavlar yeni yerkabuğu oluşturuyor. Diğer yandan yarıktan iki yana itilen eski okyanus tabanı Los Angeles gibi belirli bölgelerden yeraltına dalıyor. Dalarken de deniz suyunu yerin derinliklerine taşıyor. Öte yandan demir ağır bir element ve Dünya’nın oluşumu sırasında dibe batmış bulunuyor. Özetle manto yerkabuğundan daha fazla demir içeriyor.

Okyanus tabanıyla yeraltına batan su yüksek ısı ve basınç altında peroksit oluşturuyor (H₂O₂). Bu da mantodaki demirle karışarak demir peroksit üretiyor (FeSO₄). Manto kabarcıkları da demir peroksitten oluşuyor. Ayrıca bu kabarcıklar demir içerdiği için rezistans gibi çalışıyor ve çekirdek yüzünden ısınan manto tabakasını daha da ısıtıyor. İkincisi volkanik faaliyetleri büyük ölçüde artırıyor.

Örneğin Hawaii Adaları yerkabuğunun altında biriken dev magma havuzları olan sıcak noktaların üzerinde yer alıyor. Bu adalar yeraltındaki dev magma havuzlarının üzerinde yer alıyor ve yüksek basınçlı magma Hawaii volkanlarından lav halinde dışarı püskürüyor. Oysa bu lavların kaynağı kıtaların kaymasına yol açan çatlaklar değil, manto kabarcıklarıyla oluşan sıcak noktalar:

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

 

Termal sorguçlar ve yanardağlar

Sıcak noktalar dış çekirdekten yukarı yükselen ve kıtaların kaymasına yol açan ana taşınım hareketlerinden bağımsızdır. Bunlar sıcak madde sorguçları olup tek tek yükselir. Öyle ki sıcak nokta yanardağları yerkabuğunun parçaları olan tektonik levhaların kenarında dizilmez. Bu yanardağlar deprem bölgelerinden uzakta, karaların iç kesimleri ve açık denizde yer alır. Yine de sorguçların manto tabakasının dış çekirdeğe bakan alt yüzünden çıkıp yerkabuğuna nasıl yükseldiğini bilmiyoruz.

Belki de bu sorguçları yeraltına batan yerkabuğunun oluşturduğu magma kabarcıkları tetikliyordur. Sonuçta demir ısıyı iyi iletir. Demir peroksit magma kabarcıkları da yerkabuğunu alttan ısıtan bağımsız sıcak noktalar yaratabilir. Nitekim İzlanda volkanları gibi birçok yanardağın bu tür kabarcıkların üstünde olduğunu biliyoruz (İzlanda’nın altında daha küçük bir kabarcık var). Oysa bazı teorilere göre magma kabarcıkları kıtaların kaymasıyla oluşmamıştır. Bunlar Dünya’nın oluşumundan kalma deformasyonlardır ama dahası var:

İlgili yazı: Gezegenler Güneş Çevresinde Nasıl Dönüyor?

 

Magma kabarcıkları ve manyetik alan

Magma kabarcıklarının kökeninden emin değiliz ama bazı yanardağları tetikleyen sıcak noktaları oluşturduğundan oldukça eminiz. Üstelik sıcak noktalar Dünya’daki en büyük toplu soy tükeniş olan Büyük Ölüme yol açmış olabilir. Nitekim dev Sibirya Platosu binlerce kilometrekarelik dev lav akıntılarıyla oluştu. Bu bağlamda demir peroksit içeren magma kabarcıkları hem daha sıcak hem daha hafiftir ve mumdaki erimiş balmumu gibi kolayca yüzeye çıkabilir.

Buna ek olarak Dünya’nın manyetik alanının her birkaç yüz bin yılda bir tersine döndüğünü biliyoruz. Hem düzensiz aralıklarla! Siz de jeolojik açıdan yakın gelecekte manyetik alanının nasıl tersine döneceğini okuyabilirsiniz. Buna karşın manyetik alanı Dünya’nın çekirdeği oluşturuyor. Çekirdek de gayet simetriktir ve manyetik alanın tersine dönmesi gibi asimetrik etkilere nasıl yol açtığı belli değildir.

Öte yandan düzensiz yumrulardan oluşan magma kabarcıkları demir peroksit içeriyor ve demiri mıknatıslamak mümkündür. Bu durumda magma kabarcıkları Dünya’nın manyetik alanını bozuyor olabilir. Toparlayacak olursak kıtaların altında bulunan fakat kıtaların kaymasından bağımsız olan magma kabarcıkları Dünya’nın içyapısını kaotik kılıyor. Böylece volkanik faaliyetleri artırıyor. Demek ki magma kabarcıkları olmasa gezegenimiz çok daha sakin, soğuk ve ölü bir yer olurdu.

Sonsöz

Peki magma kabarcıkları termal yalıtım sağlıyor mu? Böylece dış çekirdeğin soğuyup katılaşmasını önleyerek manyetik alanın ve dolayısıyla yaşamın ömrünü uzatıyor mu? Bazı sorular da gelecek yazılara kalsın. 😊 Siz de Dünya’nın çakıl taşlarından nasıl oluştuğuna şimdi bakabilir ve iç çekirdeğin Dünya’dan neden 4 milyar yıl genç olduğunu görebilirsiniz. Dünya’nın yeraltı okyanusuna bakıp gerçek batık kıta Yeni Zelandiya’yı hemen araştırabilirsiniz. Dahası bilinen tek doğal nükleer reaktör olan Oklo’ya bakarak İlk Süperkıta Columbia’nın nasıl parçalandığını inceleyebilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊

Yerkabuğunu ısıtan radyoaktif elementler

¹Broad plumes rooted at the base of the Earth’s mantle beneath major hotspots
²Lower mantle superplume growth excites geomagnetic reversals
³Implications for the origin of Hawaiian volcanism from a converted wave analysis of the mantle transition zone
⁴Tidal tomography constrains Earth’s deep-mantle buoyancy
⁵Continent-sized anomalous zones with low seismic velocity at the base of Earth’s mantle
⁶Hydrogen-bearing iron peroxide and the origin of ultralow-velocity zones
⁷The seismic anomaly beneath Iceland extends down to the mantle transition zone and no deeper