DÜNYA KAÇ YAŞINDA - HOW OLD IS THE WORLD

Arkadaşlar Merhaba,

Kendimi tanıtmış olduğum ilk yazımda sizlere otomotiv mühendisliği öğrencisi olduğumu söylemiştim. Bugün sizlere ilk öğrendiğimde oldukça ilgimi çeken ve sizlerin de ilgisini çekeceğini umduğum, mesleğimle de dolaylı yoldan bir bağı olan Dünya’nın yaşının nasıl keşfedildiği konusunda bir yazı yazmaya karar verdim.

İnsanlık tarihine baktığımızda, bilinmezlerin oldukça ilgi çektiğini ve yine bilinmezlerin insan yaşantısında ne kadar etkili olduğunu görürüz. İnsanlığın varoluşundan bu yana geçen süre içinde elde etmiş olduğumuz bilgi birikimleri, yeni bilinmezliklerin olduğunun farkına varmamıza sebep olduğu gibi; aklımızda bulunan mevcut soru işaretlerinin cevaplarını bulmada da kolaylık sağlamaktadır. Her yeni bulduğumuz bir cevap ise bizi yeni sorular sormaya itmektedir. Buna kısaca insanlığın gelişmesi diyebiliriz. Aslında bahsetmiş olduğumuz bu mesele başlı başına ele almamız gereken bir konu olabilir. Ancak, bizim asıl konumuza dönmemiz gerekirse; ‘’Dünya’nın yaşı kaç?’’ sorusu insanlığın yüzyıllar boyunca kafasını kurcalayan bir mesele olmuştur.

Dünya’nın yaşı ilk olarak dini inanışlar çerçevesinde ölçülmeye çalışılsa da; bilimin gelişmesiyle Dünya’nın yaşını doğru bir şekilde öğreneceğimiz iddiasında bulunan çeşitli yöntemler öne sürülmüştür. Buna örnek olarak; Dünya’nın varoluşunda bu yana oluşmuş kaya katmanlarının tek tek yaşlarını ölçüp, tüm katmanların yaşlarını topladığımızda Dünya’nın yaşına ilişkin doğru bir keşif yapılabileceği ortaya konmuştur. Ve bu yöntem kullanılarak çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Her katmanın ortalama bir oluşma zamanı bilinse de, çeşitli doğa olaylarının belirli katmanların oluşumu süresinde oldukça etkili olduğu da bir gerçektir. Katmanların oluşum süreleri birbirlerinde oldukça farklı olmasından kaynaklı bu yöntem ile sadece Dünya’nın yaşına ilişkin sadece büyük bir süre aralığı verilebilmiştir. Bu araştırmalar tahmini bir aralık vermesine karşın, bu aralığın bile doğru süreyi kapsadığı büyük bir tartışma konusu olmuştur. Çünkü en altta bulunan katman bile, Dünya’nın oluşumundan bu yana var olan en eski katman değildir. İlk zamanlarda büyük bir alev topu olan dünyamızda, bugün o zamandan kalan bir katman bulmak mümkün değildir.

Mevcut yöntemde oluşan bu sorunlar bilim dünyasını yeni bir arayışa itmiştir. Bu arayışlar çerçevesinde ,Dünya ile aynı zamanda oluşmuş ve başkalarıyla çarpışması sonucunda yörüngesinin değişmesiyle Dünya’nın kütle çekim kuvvetine kapılıp Dünya’ya çarpmış olan göktaşlarının yaşlarını ölçerek Dünya’nın da yaşının ortaya çıkarılabileceği düşünülmüştür. Fakat bu göktaşlarının yaşları nasıl ölçülecek? Burada da radyoaktif elementler devreye girmektedir. Bilindiği üzere radyoaktif elementler, kararsız elementlerdir ve sürekli ışıma gerçekleştirirler. Yani basit olarak anlatacak olursak, radyoaktif elementler ortama sürekli kendilerinden bir şeyler vererek farklı bir elemente dönüşürler. Ta ki kararlı bir hal alana dek. Uranyum elementi de radyoaktif elementlerden biridir ve en kararlı hali kurşun elementidir. Fizikçilerin 20. Yy da her kararsız elementin atomlarının sabit bir hızda bozunduğunu keşfetmeleriyle birlikte, göktaşlarında bulunan uranyum ve kurşun miktarını ölçerek, göktaşındaki uranyumun ne kadarının kurşun elementine dönüştüğü ve bunun ne kadar süre içinde gerçekleştiği bulmak mümkün hale gelmiştir.

1947 yılında Chicago Üniversitesi’nde bulunan Jeolog Harrison Brown, yüksek lisans öğrencisi olan Kimyager Clair Patterson’a bir görev vermiştir. Bu görev zirkonyum kristallerinde bulunan kurşun miktarını ölçme görevidir. Yine Harrison Brown tarafından başka bir yüksek lisans öğrencisine de zirkon kristallerinde bulunan uranyum miktarını ölçme görevi verilmiştir. Yapılan her ölçüm sonucunda bulunan uranyum miktarı aynı olsa da Clair Patterson’nun her ölçümünde elde ettiği kurşun miktarları çok tutarsızdı. Clair Patterson buna önceki deneylerden artık olarak kalan kurşunun sebep olabileceğini düşündü ve laboratuvarını kurşundan arındırmak için fazlaca bir çaba gösterdi. Ancak bu çabalar sonucunda da yaptığı her ölçüm sonucu hala tutarsızdı. Clair Patterson 6 yıl boyunca ölçüm aletlerine ve ortama kurşun bulaştıran kaynakları tespit edip ortadan kaldırmaya çalıştı. Ve bunun sonucunda dünyanın ilk ultra temiz odasını yaptı. Clair patterson örneğini dış kaynaklı kurşun bulaşmasından arındırdıktan sonra külte spektiyometresinde örnekteki kurşun ve uranyum miktarını ölçmek ve kaç yıl önce oluştuklarını bulmak için çalışmalara başladı. Yaptığı her ölçümden artık tutarlı sonuçlar alıyordu. Ve bunun sonucunda 1953 yılında Dünya’nın yaşını 4.5 milyar yıl olarak buldu.

Clair Patterson Dünya’nın yaşını bulsa da bu macera içinde ortaya çıkan bir sorun vardı. Kurşun bilindiği üzere; demir ve çinko gibi yaşam için gerekli olan metalleri taklit edebilmesiyle, yaşamın sonlanabilmesine kadar varan sonuçlara sebebiyet verebilmektedir. Clair Patterson’un göktaşı örneğinde kurşun miktarını ölçmek üzere yapmış olduğu her deneyin farklı sonuçlar vermesi, ortamda kurşun bulunduğunun bir göstergesidir. Kurşunun zehirli olduğu daha Romalılar zamanından bilinse bile ucuz ve kolay işlenebilir olması neticesinde kullanımı oldukça fazladır. Özellikle 1920 yılında kurşun tetra etilin içten yanmalı motorların yakıtlarında vuruntu engelleyici olarak kullanılabileceğinin bulunması, ortamda bulunan kurşun miktarının insan sağlığına ciddi etkileri olabileceği miktarlara ulaşmasına sebebiyet vermiştir. Kısaca bir benzin motoru üzerinde vuruntunun ne anlama geldiğini açıklayacak olursak; İçten yanmalı motorlar da termodinamik esaslar doğrultusunda çalışmaktadır ve faydalı bir iş üretebilmesi için bir çevrimi tamamlamak ve bunu tekrarlamak zorundadır. 4 zamanlı bir benzin motorunun çevrimi emme, sıkıştırma, iş ve egzoz zamanlarının gerçekleşmesiyle oluşur. Emme zamanında piston içine giren yakıt hava karışımı, sıkıştırma zamanında sıkıştırılıp iç enerjisi arttırılır. Sıkıştırma zamanının sonu iş zamanının başında buji tarafından ateşleme gerçekleşmesiyle iş zamanı oluşur ve egzoz zamanında oluşan atık maddeler silindir içinden atılır. Sıkıştırma zamanı içinde buji ateşleme yapmadan sıkıştırılan hava yakıt karışımının iç enerjisinin artmasıyla birlikte kendiliğinden tutuşması mümkündür ve bu düzensizliklere, arızalara, aşınmalara ve verimin azalması gibi etkilere sebebiyet verdiğinden istenmeyen bir durumdur. Buna da vuruntu denmektedir.

İşin enteresan tarafı Clair Patterson’un yaptığı tüm çalışmalar için harcadığı paranın Amerikan Petrol Enstitüsü tarafından finanse edilmesidir. Clair Patterson, kurşunun doğada hali hazırda bulunmasından kaynaklı olarak, ortamda bulunan kurşuna sebebiyet veren unsurun sanayinin ilerlemesiyle olup olmadığını bulmak istedi. Bunun sonunca denizlerde sığ ve derin sulardaki kurşun miktarını ölçme çalışmalarına başladı. Derinlerde bulunan kurşun çok az olmasına rağmen sığ sulardaki kurşun birikimi oldukça fazlaydı. Ve bu araştırması sonucunda yazmış olduğu makalesini ünlü bir bilim dergisi olan Nature’ da yayınlamasıyla, Clair Patterson’a tepkiler gelmeye başladı. En sonunda Amerikan Petrol Enstitüsü Clair Patterson’a bilimsel araştırmaları için sağladığı finansmanı kesti. Clair Patterson Antartika buzullarında da ölçüm yapmak istiyordu. Kısa süre içinde çeşitli çevre kuruluşlarının da içinde bulunduğu birçok kurum tarafından desteklendi. Ve sanayi devriminden önce yağmış olan karları, buzulların metrelerce altından çıkartarak ölçümleri gerçekleştirdi. Bu çalışması da doğada bulunan kurşun’ un yerin metrelerce altında bulunduğundan insan ve çevre sağlına zarar verecek bir etkisi olmadığını gösterdi. Zaman içinde Clair Patterson’ un yapmış olduğu çalışmalar sayesinde, özellikle sanayi alanında kurşunun kullanılmasının yasaklanması yasal zemine oturtuldu.

Eğer fikir ve önerileriniz varsa yorumlar kısmında yazarsanız mutlu olurum. Ayrıca [email protected] adresinden de bana ulaşabilirsiniz.

Bir sonraki yazımda görüşmek üzere. Sevgiler…