Ne Zaman Çatladık?


Raşit Gürdilek

Su aşağı sızınca...

Dünyamız, Güneş Sistemi’nde kırık bir kabuğa sahip tek gezegen. Yerkabuğunun kıtaları ve okyanusları üzerlerinde taşıyan “levha” ya da “plaka” diye adlandırılan irili ufaklı parçaları birbirlerinin altına batarak ya da birbirlerine sürtünerek sürekli bir devinim içindeler.

“Levha tektoniği” denen bu sürecin varlığı ve dinamikleri uzun zamandır biliniyor. Ancak sürecin ne zaman başladığı, bir başka deyişle başlangıçta yekpare olan yerkabuğunun ne zaman çatladığı konusunda yerbilimciler arasında bir görüş birliği bulunmuyordu. Bazı jeolog ve jeofizikçiler sürecin başlangıcını 4,5 milyar geriye, yani Dünya’nın oluşmasının kısa süre sonrasına götürürken, kimileri de yerkabuğunun ancak günümüzden 800 milyon yıl önce harekete geçtiği iddiasındaydılar.

En eski kaya parçalarındaki minerallere dayalı yeni bir çalışmaysa, kabuğumuzun kırılmasını iki ucun ortalarına gelen bir zamana tarihlendiriyor.

Kabukların dansı

 “Levha tektoniği” sürecinde ağır ve yoğun okyanus levhaları, kıtasal levhaların altına dalarak bir açıyla manto tabakasının derinlerine batarken sürtünmenin yarattığı ısıyla oluşan erimiş kaya (magma) yüzeye çıkarak yanardağların oluşmasına neden oluyor. Bu süreç, okyanusal levhaları birbirinden uzaklaştırdığından aralarındaki boşluğa dolan magma yerkabuğunun sürekli yenilenmesini sağlıyor. Atlas Okyanusu’nu boydan boya geçen böyle bir sırttan çıkan yeni kabuk, yılda yaklaşık 5 cm ilerleyip iki tarafa yayılarak Atlas Okyanusu’nun genişlemesine yol açarken, daha kırıklı olan

okyanusal kabuğunun dinamikleri Büyük Okyanus’u daraltıyor. Bu süreç sonucu kıtalar sürekli yer değiştirip yüz milyonlarca yıllık süreçlerde birbirleriyle birleşip bir süperkıta oluşturduktan sonra yine dağılıyorlar. Bu süreç aynı zamanda atmosferdeki karbon döngüsünü yürütüyor ve yeryüzüne mantonun derinliklerinden yeni mineraller çıkartıyor. Birbirlerine sürtünerek ters istikametlerde yol alan levhalarda bir çıkıntının yol açtığı gerilimin aniden boşalması da yıkıcı depremlere yol açıyor. Levhaların birbirlerinin altına dalmadan sıkışmaları sonucundaysa dağ sıraları (örn, Himalayalar, Alpler, Toroslar) ortaya çıkıyor.

Magnezyum, su ve granit          

Maryland Üniversitesi araştırmacılarınca gerçekleştirilen ve sonuçları Science dergisinin 22 Ocak sayısında yayımlanan çalışma, yerkabuğu parçalarındaki nadir elementlerin magnezyuma olan oranlarından yola çıkıyor. Tektonik hareketler kıtaların oluşması için de gerektiğinden, çalışma kıtaların oluşum tarihleri konusunda da ipuçları taşıyor.

Dünya’nın araştırmacıların dikkatlerini üzerinde yoğunlaştırdıkları bir özelliği, kıtasal kabuğunun günümüzde, Güneş Sistemi’nin öteki kayaç gezegenleri olan Merkür, Venüs, Mars ve hatta Ay’dan daha az magnezyum içermesi. Oysa geçmişte yerkabuğunun gezegen kardeşlerininkine daha çok benzediği biliniyor.

Dünya’nın evrimi sürecinin bir yerinde kabuğunun daha fazla granit içermeye başladığı da biliniyor. Magnezyum açısından fakir bir kaya türü olan granit, kıtaların temelini oluşturuyor. Yerbilimcilere göre granitin oluşması için su gerekli. Dolayısıyla Dünya evriminin bir noktasında manto tabakasına büyük miktarlarda su sızmış olmalı. Bunu başlatansa ancak levha tektoniği olabilir.

Nadir elementlerin şifresi

Magnezyumun ne zaman ani bir düşüş gösterdiğini belirlemenin kolay yolu, bu elementin uzun yaş aralıklarındaki kayalar üzerindeki erişimi ölçmek gibi görünse de, hem milyarlarca yıllık erozyonun etkileri, hem de ”mafik” (magnezyum ağırlıklı) minerallerin, ”felsik” (demir ağırlıklı) minerallere göre daha çabuk erozyona uğraması (suya akması) nedeniyle güvenli değil.

Dolayısıyla araştırmacılar, 4 ve 2,5 milyar yıl öncesi arası olan Arkeyen zamanında oluşmuş kaya örneklerinde suda çözünmeyen nadir elementler olan nikel, kobalt, krom ve çinkonun derişimlerini ölçmüşler. Nikelin kobalta ve kromun da çinkoya yüksek oranlarda olması, kayalarda magnezyumun da yüksek olmasının işareti.

Dolayısıyla magnezyum, daha doğrusu magnezyum oksit değerlerini karşılaştıran Maryland Üniversitesi ekibinin ulaştığı sonuç: Dünya’nın kabuğunun çatlayıp hareketlenerek su sızdırmaya başlaması günümüzden yaklaşık 3 milyar yıl önceye denk geliyor

KAYNAKLAR

  • 1. “New study zeros in on plate tectonics’ start date”, University of Maryland, 21 Ocak 2016
  • 2. “Archean upper crust transition from mafic to felsic marks theonset of plate tectonics”, Science,22 Ocak 2016