Dünya Güneş Sistemi Tüm Yazılar

Pandora’nın Mavi Yeşil Kutusu 1: Dünya’nın Tarihçesi Üzerine

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Çoğunuz mitolojiden aşina, Pandora’nın öyküsünü bilir. Neden Dünya üzerinde yaşıyoruz? Cevap, belki de ”Çünkü biz buna uygunuz…”  Ama durun bir dakika; bizler, ileri primatlar olarak bu gezegeni kendimiz mi seçtik?

Elbette hayır!

Dünya’da, Mavi Gezegen’in üzerinde, zekanın en gelişmiş formu olarak evrildik. Dünya, üzerinde bir yaşam formunun evrilmesine izin verecek şartlara sahip bir gezegen. Ancak bu şartlar, önceden ayarlanmış değil. Dünya’nın, Güneş Sistemi içerisindeki evrimi sırasında gelişen dinamiklerine ve bunlara bağlı olarak değişen fiziksel sabitleriyle ilişkili bir yapı söz konusudur.

Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesi, mükemmel bir çemberi yansıtmaz; bir elipstir. Kendi etrafında, yörünge düzlemine 23,5º açı yaparak döner. Dünya, Aralık aylarında Güneş’e Haziran aylarında bulunduğu konumdan daha yakın olur. Dünya, Güneş çevresinde, elips biçiminde bir yörünge çizerek, 1 sideral (yıldızsal) yılını 365, gün 6 saat 9 dakika 9,54 saniyede tamamlar.

O’nun bu yörünge üstünde kalmasını sağlayan olgu, Güneş’in çekim gücüdür. Bu iki uzay cismi arasındaki ortalama uzaklık 149.597.870 km’dir. Dünya Güneş’e yaklaşıp uzaklaşması sırasında ise bu uzaklık, 147 milyon km, ila 152 milyon km aralığında değişir. Mavi Gezegen’imizin ekvatordaki çapı, 12.756 km’dir. Yani, Dünya’mızın Ekvator çizgisi üzerindeki herhangi bir noktayı bir ”kutup” olarak aldığımızda, bu noktanın diğer kutbuna Dünya’mızın içinden çektiğimiz çizgi, 12.756 km uzunluğunda olacaktır. Dünya’nın mükemmel bir küre olmadığını söylemiştik. Kutuplarımızdan geçen çap ise 12.714 km olarak hesaplanmıştır. Bu farkın sebebi, Güneş ve Ay’ın çekim etkileridir. Dünya’nın kendi ekseninde dönüşünün de, bu olgu söz konusu olduğunda bir etkisinin olduğu bilinmektedir.

Pandora

Pandora’nın Mavi gezegeni: Dünya…

Bizler artık, Dünyamız ve tarihi, evrimi, gelişimi hakkında küçümsenmeyecek derecede bilgiye sahibiz. Dünya’nın evrimi için, elimizde azımsanmayacak bilgiler var. Bunun yanı sıra, çok yakından bağlantılı olmak üzere, bu bilgilerimiz, canlılığın evrimi gibi önemli konulara da ışık tutmuştur. Şimdi, doğal olarak Dünya’nın evrimi ile başlayalım ve ayaklarımızın bastığı gezegeni daha iyi tanıyalım.

Dünya’nın Evrimsel Geçmişi 

”Evrim” sözcüğü aklımıza ne getirir? Biyolojik anlamının yanında evrim, aslında astronomik ve fiziksel bir terimdir. Evrendeki enerji dolaşımı, madde ve enerji arasındaki geçişler, evrenin genişleyişi, her bir saniye sonraki evrenin, bir saniye önceki evrenden farklı fiziksel sabitlere sahip oluşu (çok çok küçük değişimler) gibi birçok değişim ve bu değişime uyum sağlayan maddesel yapılar, başka bir evrimin de evrensel anlamda sürdüğünü bize gösterir. Dünyamızın evrimi de bu sürekli evrimin, bizler için önemli bir parçasıdır.

Dünyamızın oluşumunun Güneş’in oluşumu ve evrimi sırasındaki evreleriyle yakından ilgili oluşunu tahmin edebiliriz. Aslına bakarsanız, bütün kaynaklar, herhangi bir yıldızın ya da gezegenin oluşumunu açıklayabilmek adına, kızgın ve dönen birer gaz ve toz bulutundan bahseder. Acaba dönen bir bulut, nasıl olur da böylesine katı gezegenlere ya da sıcak yıldızlara dönüşebilir? Bu sorunun yanıtını da yazımızın bu bölümünde vereceğimizi düşünüyoruz.

Bunun dışında, Dünya’da oluşumuzun esasında bir şans  olmadığını göreceğiz. Çoğu zaman düşündüğümüzde, Dünya’nın bizler için en güzel yere ”konuşlandığı” aklımıza gelir. Ancak unuttuğumuz bir şey vardır: biz, ileri-primatlar, Homo sapiens sapiens olarak, Dünya’ya başka bir evrenden ya da başka bir galaksiden gelmemişizdir. Bu gezegende, bu gezegenin şartlarıyla beraber evrilmişizdir. Bu, biraz da yumurtadaki bir civcivin, ”Ne kadar da şanslıyım; olabilecek en güvenli yerden dünyaya geleceğim…”  diye düşünmesine benzer. Ancak, civcivi oluşturacak olan hücrenin döllenmesi ve sonrasında geçireceği evreler, zaten oradadır; tavuğun ağzında, civcivin gelişmesi için yeterli özelliklere sahip ortam yoktur. İşte Dünya’nın oluşumu da, Güneş’in o zamanki kütleçekimine, yaydığı ısıya ve ışığa ve hatta diğer oluşan gezegenlerin etkilerine göre bile kendi kendini yöneten bir süreçtir. 

935970_340094046137081_741466080_n

Güneş Sistemi’nin oluşumunu açıklayan en geçerli model.

Güneş oluşmuş, etrafında yavaş yavaş yoğunlaşmaya başlayan toz kümelerini domine etmeye başlamıştır. İrili ufaklı toz bulutları, Güneş’i oluşturan toz bulutundan yapı olarak olmasa da, evrimsel olarak farklıdır. Bunun sebebine değinmeden önce, Bu toz bulutunun nereden geldiğini açmak gerekir. Evrende yeni yıldız oluşum bölgelerine bakıldığında, bu bölgelerin yakın zamanda (astronomik anlamda yakın; en az birkaç milyon yıl) patlamış bir süpernova sonucunda oluştuğu görülmüştür. Bu anlamda, Güneş’in de bir veya birkaç süpernova patlamasının kalıntılarıyla oluştuğu kesindir.

Gezegenleri oluşturan topluluğun yoğunluğu ve basıncı yeterli gelmediği için, füzyon olayı başlamamış ve bir süre sonra bu yapı soğumaya ve kabuk bağlamaya başlamıştır. Yani aslında bu toz bulutunun kökeni aynıdır; fakat hayatlarını farklı şekilde devam ettirmişlerdir: Güneş’i oluşturan toz bulutu, yeteri kadar basınç ile döndüğü için, merkezinde füzyon reaksiyonları başlatabilmiştir; ancak gezegenleri oluşturan toz bulutlarının basınçları, buna yetmemiştir.

Yıldızların oluşumu ile ilgili geniş kapsamlı bilgi için: “Yıldız Astrofiziği“, Güneş Sistemi’nin oluşumu için ise “Güneş Sistemi Teorileri” yazı dizilerimizi okuyabilirsiniz.

Dünya gezegeninin bu söz konusu gaz ve toz bulutunun içerisinde kendini göstermeye başladığı tarihi tam olarak bilemiyoruz. Ancak Dünya üzerindeki en eski kayacın yaşı, 4,28 milyar yılı gösteriyor. Buradan, direkt olarak ”Dünya’nın yaşı 4,28 milyar yıldır” ifadesini çıkarmadan önce şunu belirtmek gerekir: En eski kayacın öncesinde de Dünya’nın geçirmiş olduğu evreler mevcut olabilir. Biz tam olarak bilemesek de, 4,5 milyar yıl barajı, mümkün bir yaş olarak görünüyor. Bunun yanında, Dünya üzerinde şimdiye kadar keşfedilen en eski mineraller ise Avustralya’da elde edilmiş olup, zirkonyum mineralleridir ve 4,36 milyar yıl gibi bir yaşa sahiptir.

Peki, bu kadar uzun yıllar önce ”olan”, ”oluşmuş olan” neydi? Bir gezegenin prototipi, verilebilecek en uygun cevaptır kuşkusuz. Bu ”oluşan” yapı, henüz sıcak ve dinamik iken, merkezdeki Güneş’in prototipi olan sıcak ilk yıldızın da çekimiyle dönmeye başlar. Bu sırada git gide diğer birikintilerle çarpışan gezegensel oluşumlar, gittikçe büyürler. Sonuç olarak hepsi, günümüz boyutlarına yakın boyutlara erişirler. Ancak Dünya’mızın yüzeyinde o zamanlar sıcaklık, yaklaşık 1100ºC ve hiç oksijen yok. Sadece karbondioksit, su buharı ve azot var. Yeni doğmuş gezegenimiz, sıvı kayalarla kaynamakta. İşte tam o sırada, çeşitli kaya parçaları meteorlar biçiminde yağarak Dünya üzerindeki lav okyanusunu döverken, Theia adlı bir genç gezegen, Dünya’mıza doğru yaklaşıyor.

theia-smashes-earth

Dünya’mızın dramatik bir şekilde Theia ile çarpışması için tasarlanan bir görsel: küçümsememek gerek; zira eldeki bilgiler doğrultusunda, yoğun çalışmalarla yaratılmıştır.

Kaçınılmaz şekilde bir çarpışma gerçekleşiyor. Bu çarpışma için bilim insanları, Büyük Çarpışma (Great Impact) Hipotezi terimini kullanırlar. Çarpışmadan sonrasında Dünya’dan ve Theia’dan kopan trilyonlarca parça, kütleçekiminin etkisiyle, Dünyamızı çevreleyen kızarmış toz ve kaya halkasına dönüyor. Bu kaya halkası aslında neyi oluşturacak dersiniz? Tabii ki de Ay. İşte burada da Ay’ımızın doğumuna tanık oluyoruz. Ancak bu sefer Dünya, başka bir Dünya: Yüzeyi, sıcaklık sebebiyle (önceki sıcaklığa göre düşük bir sıcaklık) kızarmış kayalarla dolu bir Dünya. İlginç olansa şu: Güneş, soğuyan bir Dünya’nın üzerinde doğarken, 3 saat içinde batıyor; yani 1 gün, 6 saat sürüyor. Bunun sebebi, Dünyamızın çok hızlı dönmesi. Günler hızlı geçmesine rağmen, Dünyamız yavaşça değişiyor.

Milyonlarca yıl ileri gidiyoruz; Güneş Sistemi’nin oluşumundan kalan parçalar gezegenimize yağıyor. Bu çok uzun bir süreç ki zaten bu yüzden ileri gidiyoruz. Dünyamıza yağan parçalar, üzerlerinde tuz kristallerine benzeyen parçacıklar taşıyorlar. Evet; bir bilmece daha: Acaba bu kristal benzeri tanecikler, gezegenimize neyi taşıyorlar?

Tuz mu; bilemedik. Bunlar, küçük su damlacıkları. Bunların yanı sıra çarpan ilkel meteorlar, yaşam için gerekli bileşimleri içeriyor da olabilirler. Her bir meteor parçasında, daha önce Güneş’ten uzakta bulundukları için, buharlaşmamış su bulunuyor; ancak az miktarda.

Neyse ki yaklaşık 20 milyon yıl süren bu meteor yağmuru, suyu Dünyamız üzerinde bollaştırıyor. Çekirdek ise bu sırada eriyik halde bulunuyor. Hava sıcaklığını ölçtüğümüzde, yaklaşık 200ºC’yi görüyoruz. İşte şimdi, Dünya daha tanıdık görünüyor. Su, kendini gösteriyor. Aldanmayalım: Dünya şu durumda da öldürücü bir yer; rüzgârlar, bugünkü en güçlü kasırgalardan bile hızlı esiyor. Bunun sebebi de gezegenin aşırı dönüş hızı.

Ay’ın Dünya’ya yakın olduğunu söylemiştik; kütleçekimi yeniden başrolü alıyor ve büyük boyutlarda gel-gitlere yol açıyor. Ancak zamanla Ay uzaklaşmaya başlıyor; gel-gitler ve deniz dalgaları yatışıyor, Dünya yavaşlıyor. İşte şimdi, yani günümüzden 3,8 milyar yıl önce, su ve kayalıkların oluşturduğu adacıklar, Dünya’nın yüzeyine dağılmış durumda. Onları oraya neyin getirdiğinin tek açıklaması olabilir:

Erimiş kaya, Dünya’mızın kabuğu boyunca patlar ve okyanus boyunca yükselir. Püskürtülen lav soğur ve volkanik adalar şekillenir. Gelecekte bu adalar bir araya gelerek, bugünkü kıtaların atalarını oluşturacak.

Meteor-Shower

“Geç dönem meteor yağmuru”… Belki de gezegenimizde hayatın bu derece gelişebilmesinin en etkin nedenlerinden biri olmuştur.

Evet; şimdi gezegenimizde su ve kara var. Bu, hayatın evrimi için çok önemli. İki önemli detayı atlamadan geçmemeliyiz: Atmosfer zehirli ve hava çok sıcak. Yaşamın evrilmesi henüz imkânsız görünüyor. O da ne! Yeni bir saldırı: Meteor saldırısı.

Günümüzden 3,8 milyar yıl gerideyiz. Bu sefer gelen meteorlar, yanlarında su ile beraber, başka materyaller de getiriyorlar. Genellikle okyanuslara yağan meteorlar (çünkü yüzölçümünün büyük kısmını okyanuslar oluşturuyorlar), minerallerini de okyanuslarda serbest bırakıyorlar. Karbon ve proteinlerden oluşan bu mineraller, uzayın derinliklerinden Dünya’ya ulaşmış durumdalar. Okyanus dibine çöken mineraller, burada, binlerce metre derinde, çok soğuk bir ortamla karşılaşıyorlar. Bir sürpriz daha: Su altı volkanları, sıcak sıvı salıyorlar. Deniz suyu Dünya’nın iç katmanına sızıyor ve kabuğu çatlatıyor; mineralleri topluyor.

Minerallerden ve meteorlardan gelen kimyasallardan oluşan bileşim, artık kimyasal bir çorba halinde bulunuyor. Bu kimyasal çorba, doğru moleküllerin doğru açıyla, doğru enerjide çarpışması için belki de trilyonlarca denemede bulundu. Nihayet, doğru cevap Dünya’nın bir yerinden (belki de daha fazla) geldi: Yaşamın ilk formu oluştu. Bundan sonra Dünya’daki okyanus mikroorganizmalarla dolu; artık yaşam evriliyor.

3,5 milyar yıl önce ise artık bitki benzeri canlılar gözlenmeye müsait yapıdalar. Günümüzdekilere göre sığ okyanusların yataklarında evrilen bu canlılar, stromatolitler; yani bakteri kolonileri. Bunların çok önemli bir özellikleri var: fotosentez ile Güneş’ten gelen ışınları kullanarak besin üretebiliyorlar. Bu sırada da oksijen, yan ürün olarak salınıyor. Su altındaki stromatolitler, okyanusu yavaşça oksijenle dolduruyor.

Stromatolites_underwater_md

Stromatolitler gezegenimizi oksijenle doldurmaya başlıyor…

Okyanus tabanındaki zengin demir mineralleri, bu oksijen ile paslanabiliyor. Bu demir mineralleri, çok çok sonra, birer köprüye, otomobile ve diğerlerine ”dönüşecekler”. Dalgaların üzerine çıkan oksijen ise atmosfere karışıyor. Stromatolitler, diğer yaşam formları için en önemli elementi oluşturuyorlar; bu, buradaki en önemli olgudur. Evet; önümüzdeki 2 milyar yıl boyunca, oksijen oranı artacak ve Ay’ın gel-git etkileri nedeniyle Mavi Gezegen yavaşlayacak. Dolayısıyla günler uzayacak; o kadar ki, artık günler 16 saat sürecek.

Gezegenimizin oluşumundan 3 milyar yıl sonra bile karmaşık yaşam türleri bulunmuyor; bitkiler, dinozorlar ve insanlardan yoksun bir Dünya. Ancak Dünya burada, diğer gezegenlerde bulunmayan bir şeye sahip; her şeyi değişmeye zorlayan bir şeye: levha tektoniğine. Okyanus tabanının altındaki kayalar, çok sıcak olan çekirdek tarafından hareket ettiriliyor. Bu hareket, küremiz boyunca adacıkları itip çekebiliyor. Yavaş yavaş, Dünya’mızın yüzü şekilleniyor; kıtalar birleşip ayrılıyor. 400 milyon yıllık bir süreçten sonra, okyanusta süper bir kıta oluşuyor; tabii ki bu hareketlerin sayesinde. Ona biz bugün, Rodinia diyoruz.

Sığ sular, Rodinia’yı kuşatmaya başlıyor. Sıcaklık bu aşamada, 85ºC. Saatimize bakıyoruz: günler 18 saat olmuş. İşte bu aşamada Dünyamız, günümüz Mars’ına benzemekte. Yaşamı arıyoruz; bulamıyoruz. Zamanda hızlı bir şekilde ileri, 750 milyon yıl öncesine gitmemiz gerekiyor. Bu aşamada Dünya’mızın derinliklerinden, çekirdekten salınan sıcaklık, yüzeydeki tabakayı güçsüzleştiriyor ve Büyük Kıta, Rodinia, yıldan yıla ayrılıyor, kopuyor.

Güçlü jeolojik aktivite, volkanları ortaya çıkarıyor ve onlar da atmosfere karbondioksit pompalıyorlar. Karbondioksit, yeryüzüne asit yağmurları olarak geri dönüyor ve yeryüzündeki kayalar tarafından emiliyor. Karbondioksitin yeryüzüne emilimi, çok yüksek düzeyde. Bu sebeple, artık Güneş ışığını, dolayısıyla ısısını yeryüzünde tutacak bir faktör, artık yok. Birkaç bin yıl içerisinde, sıcaklık -60ºC oluyor.

Snowball20Earth_20141102

Kartopu Dünya (Snowbaal Earth) Hipotezi, gezegenimizin bir zamanlar tümüyle buzla kaplanacak kadar güçlü bir buzul çağına girmiş olabileceği iddiasında bulunur.

650 milyon yıl önce, bilim insanlarının Dünya’mızı ”Kartopu Dünya” diye adlandırdıkları dönemin ilk zamanları. Bu dönemin, Dünyamızın yaşadığı en uzun buz devri olduğu düşünülmektedir. Dünya üzerindeki buz, Güneş ışınlarını daha fazla yansıtıyor; dolayısıyla daha hızlı bir buz yayılımı söz konusu oluyor. Artık 3000 metre kalınlığında bir buz tabakası, Dünya’mızı kaplamış durumda. İşe bakın; bir zamanlar ateş topu olan Dünya, şimdi bir kartopu!

Esasında Güneş ışınları uzaya yansıyor; şimdilik hiçbir şey, hatta Güneş bile Dünya’yı kurtaramayacak gibi. 15 milyon yıllığına Dünya’mız, bir buz topu. Ancak bu, elbette sonsuza kadar süremeyecek. Dünya bu hapishaneden kurtulduğunda başka yaşam formlarının evrilip evrilmediğini kim bilebilir?

Sıcak olan bir şeyler var: Örneğin çekirdek. Volkanlar, Dünya’nın soğumaya başlamasından beri püskürüyor. Ancak yüzey buzla kaplandığından beri, gazı emecek bir faktör kalmadı; dolayısıyla bu gazlar, atmosferi dolduracaklar. Karbondioksit, Güneş ışınlarını Dünyamızda tutarak sıcaklığın yeniden artmasını sağlıyor. İşte şimdi, bir 15 milyon yıl sonra, buz erimeye başlıyor. Buz erirken yerkabuğu tabakaları dışarı fırlıyor ve zayıf noktalarından yeni volkanlar oluşuyor. Artık Dünya uyanıyor; yepyeni bir yer karşımızda. 600 milyon yıl önce, atmosferimiz artık daha ılık. Günler 22 saat sürüyor.

Kartopu Dünya’dan önce, ilkel bakterilerin okyanuslarda evrildiğini biliyoruz. Ancak insanlık tarihinin 80 katı kadar süren buz sürecine, tabii ki dayanamadılar. Şu şartlarda yaşam, ancak okyanuslarda karşımıza çıkabilir. 540 milyon yıl öncesine geldiğimizde, oksijen dolu okyanusta, ilkel bakteriler tekrar evrilmeye başlıyor. Okyanus tabanında bakteri kolonileri ve bazı ilkel canlılar gözlenebiliyor. Tam da bu sırada, Dünya’mız, tarihindeki en dinamik dönemine giriş yapıyor: Kambriyen Patlaması. Artan oksijen oranı, daha karmaşık canlıların evrilmesine izin veriyor: Böcekler, ıstakoz benzeri canlılar ve hatta akreplerle uzaktan akraba olan trilobitler bile burada. Okyanustaki yaşam, böylece çeşitleniyor.

Yazımızın ikinci bölümünü buradan okuyabilirsiniz.

Emre Oral

image_printPDF Kaydet & Yazdır
Hep daha fazla okumak gerekir...