Yerbiliminin En Büyük Gizemi: Levha Tektoniği Dünyamızı Şekillendirmeye Ne Zaman Başladı?

Dünyanın dış kabuğu geçen yıl 6 Şubat'ta Türkiye'nin güneyinde büyük bir fay hattının harekete geçmesiyle korkunç bir kırılma yaşadı. Anadolu yarımadası, Arap yarımadasına göre aniden güneybatıya doğru 11 metreye kadar kaydı. Modern zamanların en yıkıcı depremlerinden birinde kayıtlara göre yaklaşık 60.000 insan hayatını kaybetti.

Böylesine bir deprem Dünya'nın kabuğunun hareket eden tektonik plakalara bölünmüş olması nedeniyle meydana gelir. Tektonik plakaların arkasındaki kuvvetler Dünya'nın ikliminden yaşamın evrimine kadar hemen her şeyde önemli bir rol oynar.

Türkiye'deki Depremin Bize Sismik Tahmin Bilimi Hakkında Söyledikleri

Büyük önemine rağmen tektonik plakalar bilim insanları için bir muamma olmaya devam ediyor. 21. yüzyılın başlarından bu yana jeologlar tektonik plakaların ne zaman ve nasıl başladığına dair cevaplar bulmak amacıyla veri topluyorlar. Ancak bu çalışmalar çoğu zaman birbiriyle çelişen sonuçlar ortaya çıkardı. Maryland Üniversitesi'nden petrolog Michael Brown "Aynı konuda 30 uzmanın olduğu bir odada 30 farklı rakama ulaşmamız muhtemel." diyor. Melbourne, Avustralya'daki Monash Üniversitesi'nden Peter Cawood ise şunları söylüyor:

Bugün Dünya sistemini kontrol eden ve gezegenimizi yaşanabilir kılan sürecin başlangıç zamanının belirsizlik kalmış olması çok şaşırtıcı.

Cawood bu belirsizliğin Dünya'nın 4,5 milyar yıllık tarihinin %85'ine yayıldığını belirtiyor. Yine de bir uzlaşma yavaş yavaş şekilleniyor. Yıllar boyunca biriken veriler arasında araştırmacılar farklı analizleri anlamlandırmanın yollarını buluyorlar. Pek çok belirsizlik olmasına rağmen tektonik plakaların tarihi nihayet netleşmeye başlıyor.

1960'lardan itibaren jeologlar Dünya'nın dış kabuğunun tek bir katı parça değil birbiriyle çarpışan ve zamanla pozisyonlarını değiştiren bir dizi kayaç plaka olduğunu fark ettiler. Milyonlarca yıl boyunca okyanuslar genişleyip daralır kıtalar dünyada yer değiştirir ve bazen dev süperkıtalar halinde birleşir. Plakaların eski bölümleri Dünya'nın iç kısmına batarak geri dönüştürülür. Bu kayalar gezegenin kabuğunun altındaki yarı erimiş tabaka olan manto ile karışır.

Tongan Patlamasının Volkanoloji Tarihine Geçmesinin Nedeni

“Tektonik plakaların var olduğu bilinen tek gezegen Dünya,” diyor Harvard Üniversitesi'nde görev yapan jeolog Nadja Drabon. Bunun bir tesadüf olmayabileceğini söylüyor çünkü Dünya aynı zamanda yaşam barındırdığı bilinen tek gezegen: Kayaların ve minerallerin sürekli olarak karışıp geri dönmesi okyanuslara besin maddeleri salar ve yaşam için habitatlar yaratır. “Bu Dünya'nın yaşanabilirliği için gerçekten önemli.”

Dünya 4,5 milyar yıl önce oluştuğunda bugünkünden çok daha sıcaktı: Yeni doğmuş Dünya'nın belki de James Webb Uzay Teleskobu tarafından incelenen 55 Cancri e gezegenine benzer bir şekilde katı bir yüzeyi değil magma okyanusu vardı. Sonunda kabuk soğudu, katılaştı ve daha sonra parçalanarak birbirleriyle itişip kakışan plakalar haline geldi. Büyük soru şu: Tüm bunlar ne zaman oldu?

Bu döneme ait doğrudan kanıt bulma umudu pek yok çünkü o ilk günlerde oluşan kayaçların çoğu çoktan Dünya'nın iç kısmına dalarak eriyip ezildi. Dünya'nın 4,5 milyar yıl öncesinden 4 milyar yıl öncesine kadar uzanan Hadean dönemi en karanlık dönemdir. “Hadean dönemine ait kayaç kaydı yok,” diyor Brown. Geriye kalan tek şey bu Hadean kayaçlarının daha sonra daha genç kayaçlara dâhil olmuş küçük zirkon kristalleridir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Ardından gelen ve 2,5 milyar yıl önce sona eren Arkeen dönemiyle ilgili jeolojik kayıt daha iyi olsa da hâlâ parçalıdır. “Bugün yüzeyde görülen kayaçların sadece %5'i Arkeen dönemi yaşında,” diyor Drabon.

Bu zorluğa rağmen jeologlar Arkeen döneminde şartların farklı olduğunu anladılar. “Kayaç kayıtlarının bazı bölümleri tamamen farklı,” diyor Brown. Hayatta kalan kayaçların kimyası mantonun Arkeen döneminde daha sıcak olduğunu gösteriyor: “Bugünkünden muhtemelen en az 100 °C daha sıcaktı hatta belki de 250 °C kadar daha sıcak.” Bu da kabuğun daha sıcak ve dolayısıyla daha yumuşak ve daha az yoğun olduğu anlamına geliyor.

Bu tür koşullar bugünkü Dünya'da görülen türde bir tektonik plaka hareketiyle uyuşmuyor; çünkü bu hareket mantoya bir dalma bölgesinde batacak kadar yoğun ve sert plakalar gerektiriyor. Bu durum genç Dünya'nın bugün anladığımız anlamda tektonik plakalarına sahip olmadığını ima eder. Bunun yerine neye sahip olduğu ise belirsiz. Bir olasılık 'durgun kapak' modelidir: Plakaların çok fazla hareket etmediği bir kabuk. Alternatif olarak plakalar bugünkü gibi yana değil sıcak kayaçların yükselmesiyle yukarı ve aşağı yönde hareket ediyor olabilir.

Jeologlar uzun zamandır dalma bölgesinin işaretlerini arayarak daha tanıdık bir tektonik plaka sisteminin ne zaman başladığını anlamaya çalışıyorlar. Sorun şu ki mevcut veriler pek çok farklı yöne işaret ediyor. “Hiçbiri kesin bir kanıt sunmuyor,” diyor Cawood.

Ancak son on yılda bir uzlaşma ortaya çıkıyor gibi görünüyor. Kilit bir geçişin yaklaşık üç milyar yıl önce meydana geldiğine dair pek çok kanıt var: Birçok kanıt hattı bu dönemde tektonik sistemin büyük bir değişim geçirdiğini gösteriyor. Örneğin 2016 yılında yapılan bir çalışma kabuğun bileşiminin yaklaşık üç milyar yıl önce değişmeye başladığını buldu. Daha eski kayaçlar magnezyum ve demir açısından zengindi ve yoğundu. Ancak 2,5 milyar yıl öncesine gelindiğinde kayaçlar daha fazla silika içeren ve daha az yoğun olan felsik kayaçlar haline geldi. Bu düşük yoğunluk plakaların kalın kıtaları taşıyabilecekleri ancak batmayacakları anlamına gelir. Önemli olan felsik kayaçlar yalnızca su ve ısı varlığında oluşur. Bugün bu kayaçlar dalma bölgelerinde oluşur bu nedenle 3 milyar ila 2,5 milyar yıl arasında felsik kayaçların ortaya çıkması dalma olaylarının başladığını gösterir.

Geçmişten Sesler: Tektonik Plakalar - Yeryüzü Bilimlerinin Birleştirici Teorisi

“Bu konu iyi çalışılmıştır,” diyor Helsinki Üniversitesi'nde görev yapan jeofizikçi Johanna Salminen. Birçok kanıt yaklaşık üç milyar yıl önce modern kıtasal kabuğun oluşmaya başladığını gösteriyor. Ancak diğer çalışmalar bu geçişin daha da erken başladığını gösteriyor. 2017 yılında yapılan bir çalışma 3,5 milyar yıl kadar önce felsik kayaçlara dair kanıtlar buldu ve bu da dalma olaylarının başlangıcını daha da geriye çekti. Aynı doğrultuda 2022 yılında yapılan bir paleomanyetik çalışma 3,25 milyar yıl önce tektonik plakaların neredeyse modern hızlarda yatay olarak hareket ettiğine dair kanıtlar buldu.

Aynı yıl Drabon ve meslektaşları zaman çizelgesini daha da geriye itti. Güney Afrika'daki Barberton Yeşiltaş Kuşağı'ndan zirkon kristallerini incelediler. 3,8 milyar yıldan daha eski olan zirkonlar yüz milyonlarca yıl boyunca erimekten kurtulmuş son derece uzun ömürlü bir kabuğun izlerini taşıyordu; bu da o dönemde pek az ya da hiç dalma olayının gerçekleşmediğini gösteriyordu. Ancak 3,8 milyar yıldan daha genç olan zirkonlar daha genç bir kabuğun parçası gibi görünüyor ve bu kabuk dalma yoluyla yeniden işlenmişti.

Birçok çalışma 3 milyar yıldan çok önce dalma olaylarının başladığını belki de 3,8 milyar yıl önceye kadar gittiğini gösteriyor. Ancak bu erken dalma olaylarının ne kadar yaygın olduğu konusunda önemli bir tartışma var. “Bu noktada mesele bu sürecin ne zaman küresel bir fenomen olarak kabul edilebileceğiyle ilgilidir,” diyor Brown. İlk dalma olaylarına dair bulguların çoğu lokalize ya da kısa ömürlü süreçleri yansıtıyor gibi görünüyor diyor.

Bazı dalma olayları meteor çarpmaları tarafından tetiklenmiş olabilir. Bu durumu destekleyen simülasyonlar da mevcut. 2022'de yapılan bir çalışma Arkeen dönemi kıtasal kabuğunun incelenmesi sonucunda dalma olaylarının en az 2,7 milyar yıl öncesine kadar lokalize kaldığını ortaya koydu.

Oysa gerçek tektonik plakalar küresel ve sürekli bir süreçtir. Bunun kesin kanıtı ise yaklaşık 2,2 milyar yıl önce ortaya çıkıyor. Brown bu dönemin Nuna veya Kolombiya olarak adlandırılan bilinen en eski süperkıtanın oluştuğu zaman olduğunu söylüyor bu da küresel bir sürecin işlediğini gösteriyor.

Buna rağmen sistem değişmeye devam etti. Örneğin yalnızca yoğun ve soğuk dalan kayaçlar mantonun derinliklerine kadar batabilir ve bu tür kayaçlar ancak 800 milyon yıl önceki kaya kayıtlarında görülüyor. Bu durum bazı araştırmacıların modern tektonik plakaların ancak bu dönemde tam anlamıyla faaliyete geçtiğini düşündürmesine yol açtı.

Ortaya çıkan bu verilerle başa çıkabilmek için Cawood ve meslektaşları 2022'de Dünya tarihinin yedi evresini tanımlayan bir senaryo sundular. Her bir evre farklı sürelerde devam etti ve kabuk ile mantonun davranışlarındaki değişiklikleri yansıtan belirli kayaç türlerinin karışımını içeriyordu. Ekip 2,5 ile 1,8 milyar yıl öncesi arasındaki dönemin “tektonik plaka çerçevesi” içinde işlediğini belirledi.

Agora Bilim Pazarı

9.SINIF MATEMATİK TEMATİK SORU KİTABI

Devamını Göster

₺530.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

“Bu makaleyi okuduğumda gerçekten heyecanlandım,” diyor Drabon. Evrelerin tam detayları henüz “biraz havada” olsa da “bence doğru yoldalar,” diye ekliyor.

Drabon'un ekibi Mayıs ayında yayımladıkları bir çalışmada yeni bilgiler ekledi. 3,4 milyar ile 3,3 milyar yıl arasında deforme olmuş kayaçlara dair kanıtlar buldular ve bu da o dönemde dağların oluştuğunu gösteriyor.

Temmuz ayında yayımlanan bir derleme çalışmasında ise Cawood ve meslektaşları Arkeen döneminde kısa ömürlü ve lokalize olan “ilkel bir dalma” sürecinin işlediğine dair daha fazla kanıt topladılar. 2,8 milyar ile 2,6 milyar yıl arasında bu izole dalma bölgeleri kademeli olarak birleşerek küresel bir ağ oluşturdu.

Yeni olan şey tektonik plakaların başlangıcının birdenbire değil uzun bir süreç içinde birçok aşamada gerçekleştiği yönündeki genel kabul. “Bu bir ışık düğmesi değil,” diyor Brown. “Bir anda tektonik plaka hareketi yokken birden tektonik plaka hareketi olması gibi bir durum değil.”^[1]

Not: Çeviride hatalar olabilir, çok vaktim olmadığından dolayı ilgilenemedim çevirmenimin göndermiş olduğu metin özelinde. İlhan Bey'in özel isteği üzerine çevittirdim. Teşekkür ederim.