Dünya’nın Merkezinde Ne Var?

0
529

İnsanlık çok uzun zamandır Dünya üzerinde. Tüm toprakları fethettik, havada uçtuk, okyanusların en derin noktalarına indik, aya gittik ama Dünya’nın merkezine inemedik. Bırakın inmeyi yaklaşamadık bile.

1.

Dünya’nın merkez noktası 6000 km uzaklıkta, hatta çekirdeğin en dış noktası ayaklarımızın 3000 km altında. 

Yüzey üzerinde bugüne kadar açabildiğimiz en derin çukur Rusya’daki Kola derin sondajı’dır (Kola superdeep borehole). Çok meraklanmamanızı tavsiye ederiz çünkü çukurda en fazla 12.3 km ilerlenebildi. 100 km aşağımıza erimiş lavlar, 500 km aşağımızda ise oluşmak için yüksek ısıya ihtiyaç duyan elmaslar var. Aşağıda başka neler olduğu tam bir sır. Yakın zamanda keşfedileceğe de benzemiyor. Fakat yine de dünya yüzeyinde var olan şeyler aşağıda olan bazı şeyleri keşfetmemizi sağlıyor.

İlk olarak Dünya’nın kütlesiyle başlayalım. 

Cambridge Üniversitesinden Simon Redfern konuyla ilgili şunları diyor “Dünyayı olduğu gibi kaldırıp tartamadığımız için kütlesini tespit etmek için farklı yollara başvuruyoruz. Dünya yüzeyindeki cisimlere uygulanan yer çekimi kuvvetinden Dünya’nın kütlesini hesaplayabiliyoruz. Bu da dünyanın kütlesinin 5.9 sextillion ton olduğunu keşfetmemizi sağlıyor. Bu sayı 59’un yanında 20 adet sıfır konulduğunda elde edilen sayıdır.” Bu hesaplamayı yaparken Isaac Newton ve Kepler gibi bilim adamlarına saygılarımızı sunuyoruz.

Redfern konuşmasında şu açıklamalarla devam ediyor “İşin en garip kısmı nedir biliyor musunuz? Dünya’nın yüzeyinde bu yoğunluğa yaklaşacak hiçbir belirti yok. Yüzeydeki herşeyin ortalama yoğunluğunun Dünya’nın ortalama yoğunluğuyla alakası bile yok. Bu da demek oluyor ki asıl yoğunluk bizim görmediğimiz kısımda yani ayaklarımızın km’lerce altında. Bu ilk ipucumuz.”

Şimdi asıl soru geliyor “Dünya’nın merkezinde hangi ağır materyaller var?”

Bilinen şu ki Dünya’nın merkezinde %80 oranında demir var. Bunun en büyük kanıtı evrende hatta etrafımızda çok fazla demir olması. Demir galaksimizdeki en yaygın 10 elementten birisidir ve genellikle göktaşlarında oldukça fazla bulunur.

2.

Fakat yine de demir elementi, Dünya yüzeyinde beklenilenden daha az miktarda. Teori şu ki Dünya 4.5 milyar yıl önce oluşurken bir sürü demir Dünya’nın merkezine indi. Asıl yoğunuğu da demir oluşurturuyor. Demir zaten yoğun bir element bir de yüksek basınç devreye girince yoğunluğu daha da artıyor. Bu da demek oluyor ki demir çekirdek kayıp kütleyi tamamlıyor. 

Peki bir dakika! Bu demirler merkeze nasıl ulaştı?

Demir bir şekilde Dünya’nın merkezine çekilmiş olmalı. Ama nasıl olduğu hakkında kesin bir bilgi yok. Dünya’nın geri kalanının çoğu ise silikat denilen kayalardan oluşuyor. Özellikle erimiş demir silikatların etrafında süzülmeye çalışıyor. 

Asıl çözüm 2013 yılında Kaliforniya’daki Standford Üniversitesinden Wendy Mao’dan geldi. Wendy Mao ve arkadaşları erimiş demir ile silikatı yüksek ısıya maruz bıraksak ne olur? (Şu anda Dünya’nın merkezinde olan gibi) sorusuna cevap aradılar. İki maddeyi de elmasla sıkıca birbirine kıstırdıktan sonra erimiş demiri silikatın içerisine sokmayı başardılar.

3.

Mao “Basınç demirin silikat ile olan etkileşimini tamamen değiştiriyor. Sanki farklı maddeymiş gibi davranıyorlar” dedi. “Yüksek basınçlarda erimiş bir bağlantı kurulabiliyor” diye açıklamasına devam eden Mao, soruyu cevaplamış oldu.

Yüksek basınç altında kalan demir milyonlarca yıl boyunca silikatların içerisinde hareket ede ede çekirdeğe kadar ulaşmış.

İşte bu noktada aklınıza şu soru gelebilir “Çekirdeğin tam olarak nerede olduğunu bilim adamları nereden biliyor? En uzak noktasının 3000 km aşağıda olduğu nasıl tespit ediliyor?” İşte bu noktada başka bir bilim dalı devreye giriyor “Sismoloji” yani “deprem bilimi”

Bir deprem oluştuğunda önce Dünya yüzeyine sonra da evrene şok dalgaları gönderilir. Sismolojistler ise bu dalgaları kayıt altına alırlar. Bu şuna benzer “Dev bir çekiçle Dünya’nın bir yanından vuruyoruz ve diğer yanından çıkan sesi dinliyoruz”

4.

Redfern, “1960’lardaki Şili Depremi bize muazzam bir data kaynağı sundu” diyor. Tüm sesmik istasyonları Dünya’nın her bir yanına koyulmuştu ve bunlar o noktalardaki yer sarsıntılarını kayıt ettiler.

Bu vibrasyonların aldıkları yola bağlı olarak, titreşimler yeryüzünün farklı parçacıklarından geçiyorlar ve bu yol seçimleri diğer taraftan çıkardıkları sesi etkiliyor.

Sismoloji biliminin başlarında bazı dalgalar kayıp oluyordu. Çıkan dalga diğer tarafta ses veya titreşim yaratmıyordu. Bunlara S-dalgaları ismi veriliyordu. Daha sonra bu gizemli dalgaların sırrı çözüldü.

Bu dalgalar sadece katılar vasıtasıyla ilerleyebiliyordu, sıvı ile karşılaştığı anda ilerlemesini devam ettiremiyor orada kayboluyordu.

Bu da bize yerin 3000 km altında kayaların sıvılaştığını gösterdi. Bu da tüm çekirdeğin aslında sıvı olduğu anlamına geliyordu. 

Ama bu keşfedilenler sismolojinin ilerleyen zamanlarda hayretler içerisinde kalmayacağı anlamına gelmiyordu.

5.

1930’larda Inge Lehmann adındaki Danimarkalı bir sismolojist, P Dalgası adında farklı bir dalgayı farketti. Bu dalga çekirdekte beklenmedik bir şekilde hareket ediyordu ve Dünya’nın öbür tarafından duyuluyordu. Bu da Inge Lehmann’da şok etkisi yarattı çünkü bu olay “Çekirdeğin iki katmandan oluştuğu” anlamına geliyordu. 5000 km aşağıdan başlayan iç çekirdek aslında katıydı onun üzerindeki 2000 km yüksekliğindeki tabaka sıvıydı. Lehmann’ın bu fikri 1970’de onaylandı. 

Daha hassas sismograflar da ölçtü ki P dalgaları gerçekten çekirdekte dolaşıyordu ve bazen açılarından şaşıyorlardı. Fakat yine de Dünya’nın diğer tarafında varlığını belli edermişcesine beliriyorlardı. 

Fakat bir problem daha var o da P dalgarının iç çekirdekte beklenenden daha yavaş ilerlemesi. İç çekirdekte sadece demir olsaydı şu anki hızından daha hızlı ilerlemesi gerekirdi. Peki, dalgaları yavaş ilerleten ne?

İşte burada farklı elementler devreye giriyor. Merkezde sadece demir değil farklı elementlerin de olduğu sonucu çıkıyor.

Sismolojistler hala bugün “Demir ile hangi elementler birleşirse bu derece yavaşlamayı yaratır?” sorusuna cevap arıyorlar. Bilgisayarda geliştirilen simülasyonlarda bileşenler oluşturulup doğru cevap bulunmaya çalışılıyor fakat halen daha ortada bir cevap yok. Yakında bu sorunun da cevabını alabilmeyi umut ediyoruz.

Dünya yüzeyine şok dalgalarını sadece depremler göndermez. Aslında sismoloji, nükleer bombaların keşfedilmesinden de oldukça faydalanmıştır.

Nükleer patlama yeryüzeyinde bir dalgalanma oluşturur ve uluslar nükleer bombalarının şiddetini ölçmek için sismoloji bilimini kullanırlar. Soğuk savaş zamanında bu testler oldukça fazla yapıldığı için Lehmann gibi sismolojistler de bu durumdan cesaret almışlardır. 

Düşman ülkeler birbirlerinin nükleer güçleri hakkında bu şekilde bilgi edinirken sismolojistler de bu şekilde Dünya’nın çekirdeği hakkında daha fazla bilgi sahibi oluyorlardı. 

Bugün geldiğimiz noktada Dünya’nın çekirdeğini kabaca resmedebiliyoruz. Dünyanın merkezine yolculuğa başladığımızda yolculuğun yarısında yani 3000 km derinde bir sıvı çekirdek başlıyor ve merkeze 1220 km kala bu sefer de katı bir iç çekirdek başlıyor ve Dünya’nın bu dev kütlesine buna bağlı olarak da maruz kaldığımız yer çekimini ayaklarımızın binlerce km altındaki demirler oluşturuyor. 

Bu bilgiler bile gidip göremediğimiz, ulaşamadığımız bir nokta için oldukça tatmin edici seviyede. İleriki yıllarda ise gelişen bilim ile birlikte üzerinde yaşadığımız yerkürenin cevapsız sorularla dolu gizemi yavaş yavaş çözümlenecekmiş gibi duruyor.

Kaynak: 1

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz