Dünya Kaç Yaşında Bilirmisiniz?

Dünya kaç yaşındadır? Yaşını ölçmek mümkün müdür? Eğer mümkünse, bu hangi metotlarla olmaktadır? Bunların sıhhat derecesi nedir? Hata payı ne kadardır? Dünya'nın yaşı sadece bilime konu olan bir mesele midir, yoksa ideolojik bir yanı da var mıdır?

Bütün zaman ölçme metotları aynı temel prensibe dayanır: süreklilik arz eden bazı tabiî süreçlerin hızını hesaplamak. Bugün en gelişmiş kronometri metotlarından biri, elektrik potansiyel uygulandığında başlayan kuvars kristali titreşiminin hızıdır. Birçoğumuzun kolunda taşıdığı kuvars kristalli saatler bunun en bilinen örneğidir. Diğeri ise radyoaktif elementlerin bozulma hızıdır.

Fakat ölçülecek süreçlerin elimizin altında olması tek başına yeterli değildir. Geçen zamanı doğru ölçmek için üç önemli şartın yerine gelmesi gerekir. Bunlardan ilki, gözlem yapmadığımız zamanlarda bile süreçlerin sabit ve değişmez kalmasıdır. İkincisi, saatin başlangıçtaki değerinin bilinmesidir; su saati çalışmaya başladığında içinde ne kadar su vardı ya da yanmaya başlamadan önce mumun boyu ne kadardı? Üçüncüsü, süreç işlemekte iken bazı dış faktörlerin karışmamasıdır; meselâ, biz dışarıda gezintide iken bir elektrik kesintisinin elektrikli saatimizi durdurması gibi.

Dünya'nın yaşı doğrudan doğruya kayaçların yaşıyla ölçülemez. Çünkü bilinen en yaşlı kayaçların bile bugün artık yeryüzünde var olmayan daha yaşlı kayaçlardan oluştuğunu biliyoruz. Bugüne kadar saptanabilen en yaşlı kayaçlar Grönland'ın batısında bulunmuştur ve 3, 8 milyar yaşındadır. Demek oluyor ki Dünya'nın yaşı bundan daha fazladır.

Zirkonyum kristalleri üzerinde yapılan radyo metrik tarihlendirme dünyanın en azından 4, 404 milyar yaşında olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bunun dışında bazı tarihçilerin bu sayının tam olarak uzlaştıklarını öngörürsek bu sayının yaklaşık olduğu bilinmelidir ve diğer çalışmalara göre dünya 4, 405 milyar yaşındaymış.

Bugün Dünya'nın yaşını hesaplamak en iyi yöntem elde edilen radyoaktif elementlerin yarılanmaları sonucu başka elementlere dönüşümleridir. Örneğin radyoaktif uranyum elementinin uranyum-238 ve uranyum-235 gibi iki ayrı tipte atomu (izotop) vardır. Bu atomların ikisi de çok yavaş bir süreçle kurşun atomlarına dönüşür. Öbür uranyum izotopundan biraz daha ağır olan uranyum-238'in dönüşümüyle daha hafif bir kurşun izotopu olan kurşun-206, uranyum-234'in dönüşümüyle de biraz daha ağır bir izotop olan kurşun-207 atomları oluşur. Uranyum-235'in kurşuna dönüşme hızı uranyum-238'in dönüşme hızından altı kat daha fazladır. Bu nedenler, incelenen bir kayaçtaki kurşun-206 ve kurşun-207 atomlarının oranı kayacın yaşına bağlı olarak değişir. En yaşlı olduğu düşünülen bir kurşun minerali ile bugün okyanuslarda oluşan kurşunun izotop yapısı arasındaki fark, ancak bu iki örneğin oluşumları arasında 4, 55 milyar yıllık bir zaman dilimi olmasıyla açıklanabilir. Bu süre de Dünya'nın yaşı olarak kabul edilebilir. En eski kayaçların yaşını hesaplamak için radyoaktif rubidyum elementinin stronsiyuma dönüşme süreci de temel zaman ölçeği olarak alınabilir. Bunun sonucunda dünyamızın tahminen 5.5 milyar yıllık olduğu varsayılmaktadır.

Bütün bu şartlar bugün zaman hesaplamalarında uygulanıyor. Fakat iş jeokronometriye gelince; seçilen süreç tarih öncesi zamanlarda başladığından ve biz söz konusu zamanları doğrudan gözleyecek, doğruluğunu teyit edecek bir metoda sahip olmadığımızdan, yukarıdaki üç şartın bugün olduğu gibi geçmişte de bir araya geldiğinden mümkün olduğunca emin olmamız gerekiyor; problem de burada başlıyor.

Örneğin Dünya'nın kaç yaşında olduğunu anlamanın bir yolu olarak, okyanusların artan tuzluluğunu ele alalım (bu, 1898'de İrlandalı jeolog John Joly tarafından geliştirilen bir metottur). Okyanusların başlangıçta tatlı sudan oluştuğu, mevcut tuz birikiminin kara parçalarının yağmur etkisiyle erozyona uğraması ve suda çözülen tuzun nehirlerle denizlere taşınmasından ileri geldiği varsayıldığından, bu ümit vâdeden bir metot gibi gözüküyor. Daha da cesaret veren husus, bugün karaların yağmur etkisiyle aşınma hızının her yıl sâbit kalıyor olmasıdır yılda yaklaşık 540 milyon ton tuz. Buradan, denizlerde bugünkü ortalama tuz konsantrasyonunu (litrede 32 gram), bundan da, bütün okyanuslardaki toplam tuz miktarını hesaplayalım (yaklaşık 50 katrilyon ton) ve Dünya'nın yaşını yıl cinsinden bulmak için, bu toplamı, okyanusa her yıl giren tuz miktarına bölelim.

Joly bu metodu kullanarak 100 milyon yıl gibi bir yaş buldu. Başta sözü edilen üç şart uygulandığında, bu metodun kusurları hemen görülür. Öncelikle, jeolojik geçmişte her yıl okyanuslara erimiş tuz girişinin daima sabit kaldığından emin olamayız. İklim şartlarının ve dünyanın yıllık yağış bütçesinin geçmişte çok farklı olabileceğini düşünmek için de mâkul sebepler var buzul çağları, büyük kuraklıklar, aşırı yağışlar gibi" ve bunların hesaplanamayacak etkileri olmuş olabilir. İkinci olarak, başlangıçta denizlerde sıfır tuz olduğu da kesin değil; bir miktar tuz mevcut olmuş olabilir (Atlantik'teki son araştırmalar tuzun okyanus havzalarına yerkabuğunun altındaki magmadan da girmiş olabileceğini akla getiriyor) ve üçüncü olarak, sabit gözüken bir prosese aslında dış faktörlerin tesir etmiş olduğu ortaya çıkıyor. Büyük miktarlarda tuz atmosferde tekrar ber tekrar sirkülasyona girmektedir ve yeni elde edilen deliller, denizlerdeki tuzun bugün sabit hâle gelmiş olabileceği intibaını vermektedir. Nehirlerle taşınan tuz denizde birikir birikmez, aynı hızla havaya geçmekte ve sonra tekrar karalara çökelmektedir. Büyük miktarda tuz biyolojik proseslerle buharlaşmakta, daha fazla bir miktar ise 'saatimizi' bozan kimyasal proseslerle derin deniz tortullarının yapısına girmektedir

Uranyum - Kurşun metodu

Dünya'nın yaşını ölçen bütün bu metotlar belli bir dereceye kadar aynı kusurlarla malûldür. 4, 5 milyar yıllık muazzam yaşa ulaşmak için kullanılan 'radyo metrik yaş tayini' tekniği, çok uzun yarı ömre sahip olan ve çok uzun süre radyoaktif kalan elementlerin radyoaktif bozulmasıyla ilgili metotları içine alır. Bu elementler helyum ve kurşuna bozulan uranyum ve toryum; stronsiyuma bozulan rubidyum; argona bozulan potasyumdur. Fakat ileride de göreceğimiz gibi bilhassa evrimciler tarafından uranyum kurşun metodu zaman içinde ön plana çıkarılmıştır.

Temel prensip şudur: radyoaktif uranyum 238, uranyum 235 ve toryum 232 atomları çok uzun zaman periyotlarında kendiliklerinden ve yavaş yavaş çeşitli kurşun atomlarına (uranyum 238 ayrıca helyum gazına) dönüşür. Her birinin bozulma hızları dikkat çekici şekilde sabittir. Kararsız uranyum ve toryum atomları periyodik olarak alfa taneciği neşreder. Fakat hangi atomun ne zaman bozulacağı önceden bilinemez. Bir uranyum yığışımında milyarlarca atom bulunur ve böyle çok sayıda olayla istatistikî olarak tahmin edilebilen sonuç ortaya çıkar.

Teorinin önemli kısmı, radyoaktif uranyum 238'in nihayette dönüştüğü radyoaktif olmayan kurşun çeşidinin (radyojenik kurşun 206), kayalarda mevcut olan, fakat radyoaktif ve radyojenik olmayan olağan kurşundan (kurşun 204) kimyasal olarak farklı olduğudur. Bir kayanın yaşını hesaplamak için bundan örnek alınır ve radyoaktif uranyum miktarı ile radyojenik kurşun miktarı ölçülür. Bozulma hızı bilindiğinden, uranyumun ne kadar zamandan beri bozulmakta olduğunu, yani kayanın yaşını hesaplamak mümkündür.

Kullanılan başlıca izotoplardan uranyum 238'in yarı ömrü 4, 5 milyar yıl olarak hesaplanmıştır. Bu demektir ki, belli miktar uranyum 238'in yarısı 4, 5 milyar yıl sonra kurşun 206'ya dönüşür. Örneğin ölçümler bir kayanın yarısının uranyum 238'den, diğer yarısının ise onun son ürünü olan kurşun 206'dan oluştuğunu gösterirse, bu sonuç kayanın 4, 5 milyar yıl yaşlı olduğu anlamına gelir (bu, her ne kadar doğrudan ölçümle değil, öteleme ile elde edilmiş olsa da, Yerkabuğu için bulunan ortalama rakamdır). Fakat radyo karbon tekniğinde olduğu gibi, son araştırmalar bu metodun güvenilirliği hakkında da önemli şüpheler doğurmuştur.

Eğer radyojenik kurşunlar uranyum 238'den gelen kurşun 206, uranyum 235'den gelen kurşun 207 ve toryum 232'den gelen kurşun 208 gerçekten sadece radyoaktif bozulmanın son ürünü olarak oluşuyorlarsa, bu durumda, Yerkabuğu kayalarının ilk oluştuklarında henüz hiçbir radyojenik kurşun ihtiva etmediği varsayılabilir ve bu, hesaplamalar için güvenilir bir başlangıç noktası olabilir. Aynı şekilde, radyojenik kurşunun kayalara başka yollarla giremeyeceği, dolayısıyla bozulma prosesinin sonuçlarını bozamayacağı da söylenebilir.

Fakat yakından bakıldığında, durumun böyle olmadığı anlaşılır. 'Olağan' kurşunun 'radyojenik' kurşundan deneyle ayırt edilemeyen bir şekle dönüştüğü ayrı bir sürecin varlığı da belirlenmiştir (Cook, 1966). Bu dönüşüm serbest nötronların olağan kurşun tarafından tutulmasıyla olmaktadır. Bu nötronlar olağan kurşunu radyojenik kurşuna dönüştürecek enerjiye sahip atom tanecikleridir. Peki, serbest nötronların kaynağı ne olabilir?

Kaynaklar

[1] Prof. Dr. Ömer Said GÖNÜLLÜ, "Dünyanın Yaşı ve Uranyum-Kurşun Metodunun Problemleri"
[2] tr.wikipedia.org/wiki/Dünya#D.C3.BCnya.27n. C4.B1n_Ya. C5.9F.C4.B1
[3] tr.wikipedia.org/wiki/Dünya'nın_yaşı