Yerkabuğunun Altında 40 Km Yüksekliğinde Dağlar Var
Bilim insanları yerkabuğunun 660 km altında yer alan ve 40 km yüksekliğinde olan dev sıradağlar buldu. Peki Dünya’nın yüzde 84’ünü meydana getiren manto tabakasının alt kesimlerinde bulunan yeraltı dağları nasıl oluşuyor ve 40 km yüksekliğe erişiyor? Peki ya Dünya’nın oluşumundan beri kayıp olan silisyum elementi nerede saklanıyor? Acaba yeraltı dağları kayıp silisyumu bulmamıza yardım edebilir mi? Önceki yazıda 700 km derinde olup yeryüzündeki okyanuslar kadar su içeren küresel yeraltı okyanusunu görmüştük. Bu kez odak noktamız yeraltındaki dev dağlar olacak.
Alt manto tabakasındaki dağlar
Okullarda Dünya’nın yeraltı katmanları iç içe geçmiş kalın küreler olarak gösterilir. Oysa son araştırmalar özellikle alt mantonun üst mantoyla temas ettiği sınırın son derece girintili çıkıntılı ve düzensiz olduğunu gösteriyor. Taşküre, üst manto, alt manto, dış çekirdek ve iç çekirdekten oluşan klasik tablo bozuluyor. Bilim insanlarının yeraltında bulduğu sıradağlar ise hem yeraltı şekilleri (!?) hem de Dünya’nın oluşumundan beri kayıp olan silisyum açısından yeni sorular ortaya koyuyor.
Kayıp element derken gezegenimizin Theia çarpışması yüzünden normalden fazla demir içerdiğini biliyoruz. Dünya’nın kayalık bir gezegen olması nedeniyle silikatların ham maddesi olan büyük miktarda silisyum içerdiğini de biliyoruz. Buna karşın Dünya’nın altın kumsallarını meydana getiren kum tanelerine aldanmamak gerek; çünkü yerkabuğu beklenenden az silisyum içeriyor. Bu da yerbilim açısından ciddi bir sorun.
Dünya 4,34 milyar yıl önce yeniden oluştuğunda gezegenimiz yerkabuğu ve mantonun tümüyle eriyip sıvılaşacağı kadar sıcaktı. Bu nedenle ağır demir ve nikel elementleri dibe çökerek cüruftan arındı. Böylece gezegenimizin demir-nikel çekirdeğini oluşturdu. Öte yandan silisyum ağır element değildir ve yerkabuğunda beklenenden az silisyum kalacak kadar büyük miktarlarda dibe çökmez. Bilim insanları bu nedenle uzun yıllardır silisyumun eksik element olarak nereye gittiğini arıyor ki yeraltı dağları bize bu konuda yardımcı olabilir. Neden derseniz:
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Sismik dalgalar ve yeraltındaki dağlar
Depremlerin Dünya’nın derinliklerinde oluşturduğu sismik dalgalar yoğunluğu farklı olan yeraltı katmanlarında farklı hızlarla yayılır. Bu da yeraltında bir magma havuzu olup olmadığını anlamamızı sağlar. Keza üst manto tabakası nispeten düşük sıcaklıkta olmasına rağmen basıncın az olması nedeniyle alt mantodan daha akışkandır. Bu da sismik dalgaların yayılma hızını değiştirir. Böylelikle sismik dalgalar Dünya’nın derinlerinin röntgenini çekmemizi sağlar.
Yer’in derinliklerine indikçe sıcaklık ve basınç artar ki silisyumun da baz yoğunluğu bellidir. Bu da bize silisyumun belirli bir derinlikte ne kadar sıcak ve yoğun olacağını gösterir. Biz de üst manto tabakasına kadar yeraltının büyük ölçüde röntgenini çekmiş olduğumuz için bunu bir ipucu olarak kullanırız. Bundan yola çıkarak silisyumu farklı katmanlarda ararız.
Öte yandan üst mantoyu yeterince tanıyor ve silisyumun bu katmanda olmadığını biliyoruz. Bu da gözümüzü alt mantoya çevirmemize neden oluyor. Daha katı olan alt mantoda yer alan 30 ila 40 km yüksekliğindeki dağlar özellikle ilgimizi çekiyor. Yoksa yeraltı madenciliğini bambaşka bir boyuta taşıyan bu dağlar yerkabuğunda eksik olan silisyumu mu saklıyor? Bunun için alt mantonun özelliklerine bakalım. Öncelikle üst manto ve alt manto arasında yumuşak geçiş yoktur:
Faz değişikliği
Dünya’nın içerdiği elementlerin oranına bağlı olarak alt mantoda sıcaklık ve basınç eşik değerini aşarak maddede faz değişikliğine neden olur. Alt manto başlarken atomların 30 kat daha yoğun paketlendiğini ve akışkanlığının aniden azaldığını görürüz. Zaten 30-40 km yükseklikteki yeraltı dağlarının oluşabilmesi için alt mantonun oldukça katı olması gerekir. Nitekim alt manto sınırını sismik dalgalarla böyle belirleriz. Sismik dalgalar alt manto sınırındaki ani yoğunluk artışından etkilenir ve aynaya çarpan ışık gibi geri seker. Bu da mantonun iki katmanını ayıran sınırı belirlememizi sağlar. Peki yeraltı dağlarını nasıl bulduk ve neden silisyumu bu egzotik yeraltı şekillerinde arıyoruz?
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Yeraltı dağları ve kıtaların kayması
2019 yılında araştırmacılar tarihte ilk kez sismik dalgalardan yararlanarak alt ve üst mantonun sınırını belirlediler. Bunun için de 13 ayrı depremi kullandılar. Böylece 9 km’den alçak ama yeryüzünün en yüksek dağı olan Everest’in yanında cüce kaldığı 30-40 km yükseklikteki yeraltı dağlarını keşfettiler. Yeraltındaki yüksek basınç ortamında bu kadar yüksek dağların oluşması şaşkınlık vericiydi. Sonuçta yeryüzünde yerçekimi dağları çökerterek düzleştirir. Bu yüzden 10 km’den yüksek dağların oluşması imkansızdır. Peki yeraltında bu kadar yüksek dağlar nasıl oluşmuştur?
Belki de alt manto sınırı yer yer daha sıcak ve soğuktur. Bu da maddenin ezilmeye az ya da çok dirençli olmasını sağlar. Dalgaların tepe ve çukur noktalarına benzer engebeler oluşturmasına neden olur. Dalgaların tepeleri yeraltı dağları ve çukurları vadilere karşılık gelir. Buna karşın yerbilimciler bu teorinin doğru olmadığını düşündüler; çünkü engebeler sıcaklık farkına bağlı olsaydı dağlar tekil zirvelerden oluşurdu. Oysa yeraltı dağları 1 ila 3 km yüksekliğindeki ara tepeler de içeriyor. Demek ki başka şekilde oluşuyor. Dahası yeraltı katmanlarının bu kadar çok sıcak nokta içermesi de mantıksız.
Evet, çekirdekten yerkabuğuna yükselen magma sorguçları vardır. Oysa bunlar Hawaii adası gibi sivilce benzeri küçük noktalardır. Bu tür madde kabarcıkları alt-üst manto sınırının tamamına yayılıyorsa iş değişir. Bu durumda mantonun da dalgalı bir deniz gibi tümüyle erimiş olması gerekir. Öyle olmadığını biliyoruz. Bu nedenle bilim insanları yeraltı dağlarının kimyasal bileşiminin alt mantodan farklı olduğu sonucuna vardılar. Kimyasal bileşimin farklı olması farklı elementler ve farklı yoğunluklar demektir. Peki bu nasıl olur?
İlgili yazı: Buzul Çağı Nasıl Oluşur ve Ne Zaman Geri Gelecek?
Yeraltı dağlarının kökeni yerkabuğudur
Yerkabuğunun kökeni yazısında anlattığım gibi Dünya’da kıtalar kayıyor ve okyanus tabanı Los Angeles açıkları gibi belirli bölgelerde yeraltına batıyor. Bu durumda yeraltındaki dağlar bazalttan oluşan ve 1 milyar yıl önce yerin dibine batan antik okyanus tabanının kalıntısıdır. Tabii ki okyanus tabanı 40 km yüksekliğinde dağlar içermez. Buna karşın yere batarken farklı kayaların arasından geçer ve sıkışır. Sıkışıp buruşarak 30-40 km yükseklikteki yeraltı dağlarını oluşturur. Bu biraz da buruşuk bir battaniyeyi koltuk minderi altında saklamaya benzer. Bu da bize silisyumun yerini gösterir! 😮
Düz mantık yürüterek düşünün: Mademki yerkabuğunun daha çok silisyum içermesi gerekiyor ve mademki yerkabuğu zamanla yerin dibine batıyor, öyleyse silisyumu da yerin derinliklerine taşıyor. Böylece kayıp silisyumu buluyoruz. Oysa Dünya’nın yeraltı katmanları sandığınızdan engebelidir. Onu da manto kabarcıkları kıtaları nasıl kaydırıyor yazısında okuyabilir ve 1 milyar yıllık kayıp kıtalara bakabilirsiniz. Batık kıtaları araştırdıktan sonra hızınızı alamayıp Sekizinci Kıta Yeni Zelandiya’yı da okyanus tabanında araştırabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊
Kıtalar nasıl kayar ve batar?
1Inferring Earth’s discontinuous chemical layering from the 660-kilometer boundary topography
2Accretion of the Earth—Missing Components?
2Earth’s rugged lower mantle
