Bilim adamları Dünya'nın 4,54 milyar yaşında olduğunu nasıl biliyor? Levha tektoniği yüzeyi sürekli olarak yeniden şekillendirdiğinden sadece yüzeye bakarak Dünya'nın yaşını söylemek zordur. Yüzeyin eski kısımları yeni plakaların altına kayar ve geri dönüştürülmek üzere Dünya çekirdeğine ulaşır. Dünya'da bulunan en eski kayalar 4,0 ila 4,2 milyar yaşındalar.
Dünya'nın Kaç Yaşında Olduğu Nasıl Biliniyor?
Bilim adamları Dünya'nın 4,54 milyar yaşında olduğunu düşünüyor. Dünya hem Güneş Sistemi'ndeki diğer gezegenler hem de Güneş ile aynı yaşta. Tabii ki bu bir tesadüf değil; Güneş ve gezegenlerin hepsi milyarlarca yıl önceki bir hidrojen bulutundan oluştu.
Güneş Sistemi'nin ilk zamanlarında tüm gezegenler güneş bulutsusu içinde meydana geldi yani Güneş'in oluşumundan geriye kalan kalıntılar. Küçük toz parçacıkları gitgide büyük nesneler oldu (taşlar, kayalar vb.) ve pek çok asteroit oluştu. Bu asteroitler birbiri etrafında döndüler ve Dünya boyutuna ulaşacak kadar büyüdüler. Dünya oluştuktan sonraki ilk zamanlarda Mars büyüklüğünde bir gezegenle çarpıştı. Çarpışmadan ortaya çıkan kalıntılar yörüngede döndü ve bugün Ay olan uyduyu meydana getirdi.
Bilim adamları, Güneş Sistemi'ndeki tüm malzemelerin aynı anda oluştuğunu varsayar. Çeşitli kimyasallar ve özellikle radyoaktif izotoplar birlikte oluşmuştur. Hangi oranda bozundukları çok iyi bilindiği için, bu bilgi keşfedilen izotop elementlerinin ne kadar süredir var olduğunu ölçmede kullanılır. Bilim adamları ayrıca Güneş Sistemi'ndeki farklı konumlardan gelen farklı meteoritleri inceleyerek, tüm farklı gezegenlerin aynı anda oluştuğunu biliyorlar.
Radyometrik Yaş Tayini ile Dünya'nın Yaşını Bulmak
Fransız kimyager A. Henri Becquerel 1896'da malzemelerin diğer malzemelere bozunduğu (maddenin ayrışması) ve enerji açığa çıkardığı radyoaktivite sürecini keşfetti. Jeologlar, Dünya'nın iç kısmının büyük miktarda radyoaktif malzeme içerdiğini fark ettiler. Bu gerçek Dünya'nın yaşına dair önceki hesaplamaların yanlış olduğunu gösterdi. Bununla beraber keşif yeni bir yaş hesaplama yöntemi de sağladı: Radyometrik yaş tayini.
Jeologlar radyoaktif maddelerin öngörülebilir bir oranla diğer elementlere bozunduğunu keşfettiler. Bazı malzemeler hızla bozunurken, diğerlerinin tamamen bozunması milyonlarca hatta milyarlarca yıl alabiliyordu. McGill Üniversitesi'nde çalışan Ernest Rutherford ve Frederick Soddy radyoaktif bir elementin herhangi bir izotopunun yarısının belirli bir oranda başka bir izotopa bozunduğunu buldu. Örneğin, belirli bir miktar toryum-232'niz varsa yarısı bir milyar yılda bozunur ve daha sonra bu miktarın yarısı başka bir milyar yıl içinde bozunur. Bu da "yarı ömür" teriminin kaynağıdır.
Radyoaktif izotopların yarı ömürlerini ölçen jeologlar Dünya'nın yaşı dahil olmak üzere jeolojik oluşumların yaşını doğru şekilde hesaplamayı sağlayan bir ölçüm tablosu oluşturdu. Uranyumun bozunmasını çeşitli kurşun izotoplarına uyguladılar. Jeologlar, üç farklı kurşun izotopunun miktarını (Pb-206, Pb-207 ve Pb-208 veya Pb-204) ölçerek bir maddede başta ne kadar Uranyum olduğunu buldular.
Buna göre eğer Güneş Sistemi, Pb izotoplarının eşit şekilde dağınık olduğu bir madde havuzundan doğmuşsa o madde havuzundaki tüm nesneler benzer miktarda izotop taşımalıdır. Ancak Pb-206 ve Pb-207 miktarları zamanla değişecektir çünkü bu izotoplar uranyum bozunumunun son ürünleridir.
Dolayısıyla kurşun ve uranyum miktarı değişir. Bir kayanın uranyum / kurşun oranı ne kadar yüksekse Pb-206 / Pb-204 ve Pb-207 / Pb-204 değerleri zamanla o kadar değişmiştir. Güneş Sistemi'nin kaynağının eşit şekilde dağılmış uranyum izotoplarıyla dolu olduğunu varsayarak kurşun-uranyum grafiğini gösteren bir veri çizgisi çizmek mümkündür. Çizginin eğiminden havuzdaki maddelerin yeni nesnelere dönüşe zamanını hesaplayabilirsiniz.
Bertram Boltwood bu tarihleme yöntemini 26 farklı kaya örneğine uyguladı ve 92 ile 570 milyon yıl arasında oluştuklarını keşfetti. Teknik üzerinde yapılan ek iyileştirmeler ile 250 milyon ila 1,3 milyar yıl sonuçları elde edildi.
Jeologlar ardından Dünya'yı keşfetmeye ve gezegendeki en eski kaya oluşumlarını aramaya koyuldular. Yaşları 2,5 ila 3,8 milyar yıl arasında değişen en eski yüzey kayaları Kanada, Avustralya ve Afrika'da bulunmuştur. Dünya'nın en eski kayası 1999'da Kanada'da keşfedildi ve yaklaşık 4 milyar yıldır oradaydı. Bu keşif Dünya'nın yaşına dair asgari bir sınır koydu ancak ayrışma ve plaka tektoniği gibi jeolojik süreçler nedeniyle kesin yaş hala belli değildi.
Bir Meteor Dünya'nın Yaşını Açıkladı
Dünyadaki kayaların yaşını ölçmeyle ilgili ana sorun gezegenin sürekli jeolojik değişim içinde olmasıdır. Levha tektoniği Dünya'yı sürekli olarak geri dönüştürür, karıştırır ve gezegenin en eski kısımlarını ulaşılamaz kılar. Ancak Güneş Sistemi'ndeki her şeyin aynı anda oluştuğunu varsayarsak uzaydaki göktaşları hiçbir hava ve plaka tektoniğinden etkilenmez.
Jeologlar, Canyon Diablo meteoriti (Barringer Krateri'ne çarpan meteorun parçaları) gibi nesneleri Güneş Sistemi'nin ve dolayısıyla Dünya'nın gerçek yaşına ulaşmak için kullanmıştır. Bu göktaşları üzerinde radyometrik tarihleme ölçümünü kullanan jeologlar Dünya'nın yaklaşık %1'lik hata payıyla 4,54 milyar yaşında olduğunu tespit etmiştir.
Dünya'nın Yaşını Hesaplamaya Yönelik Kusurlu Yöntemler
Bugün Dünya'nın yaşını ölçmek için kullandığımız mevcut yönteme tarih boyunca yapılan bir dizi yanlış tahminin sonunda ulaşıldı. Zeki bilim adamları Dünya ve Güneş'e dair zamanla değişen özellikler keşfettiler ve sonra buralardan yola çıkıp Dünya'nın kaç yaşında olduğunu buldular. Ne yazık ki hepsi çeşitli nedenlerle kusurluydu.
- Azalan deniz seviyeleri – 1656-1738 yılları arasında yaşayan Fransız antropolog Benoit de Maillet yüksek kotlardaki fosillerin gezegenin bir zamanlar büyük bir okyanusla kaplı olduğunu gösterdiğini savundu. Bu okyanusun buharlaşarak mevcut deniz seviyesine gelmesi 2 milyar yıl almıştı. Bilim adamları deniz seviyesinin doğal olarak yükselip alçaldığını fark edince bu teoriyi terk ettiler.
- Dünya'nın soğuması – Daha sonraki adı Lord Kelvin olan William Thompson, Dünya'nın bir zamanlar Güneş ile aynı sıcaklığa sahip erimiş bir kaya topu olduğunu ve o zamandan beri yavaş yavaş soğuduğunu varsaydı. Bu varsayımlara dayanarak, Thompson Dünya'nın mevcut sıcaklığına soğumasının 20 ila 400 milyon yıl sürdüğünü hesapladı. Ancak Thompson elbette Güneş'in sıcaklığı (çekirdeği 15 milyon derece Kelvin'dir) ile Dünya'nın sıcaklığına dair yanlış varsayımlar yaptı. Güneş'in hidrojen ve Dünya'nın kaya ve metalden oluştuğunu söyledi.
- Güneş'in soğuması – Alman fizikçi Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz 1856'da Güneş'in soğumasıyla Dünya'nın yaşını hesaplamaya çalıştı. Güneş'in, dağınık bir gaz ve toz bulutundan mevcut çapına ve sıcaklığına yoğunlaşmasının 22 milyon yıl alacağını hesapladı. Hesap yanlış olmasına rağmen, Helmholtz, Güneş'in ısı kaynağının yerçekimi büzülmesi tarafından yönlendirildiğini doğru şekilde tespit etti.
- Kaya erozyonu – Türlerin Kökeni adlı kitabında Charles Darwin, kireçtaşı yataklarındaki erozyonun Dünya'nın asgari yaşının hesaplanmasını sağlayabileceğini belirtti. Darwin, İngiltere'nin Weald bölgesindeki kireçtaşı oluşumunun bugünkü haline gelmesinin 300 milyon yıl almış olabileceğini tahmin etti.
- Ay'ın yörüngesi – Charles Darwin'in oğlu George Darwin, Ay'ın Dünya'dan doğmuş olabileceğini ve mevcut konumuna sürüklendiğini açıkladı. Bölünme teorisine göre Dünya'nın hızlı dönüşü bir kısmının uzaya saçılmasına neden oldu. Darwin, Ay'ın Dünya'dan şu anki mesafesine ulaşmasının en az 56 milyon yıl aldığını hesapladı. Bugün Ay'ın milyarlarca yıl önce Mars boyutunda bir nesnenin Dünya'ya çarpmasıyla oluştuğunu tahmin ediyoruz.
- Okyanusun tuzluluğu – 1715'te ünlü gökbilimci Edmund Halley, okyanusların tuzluluğunun gezegenin yaşını tahmin etmek için kullanılabileceğini belirtti. Halley, akarsulardan beslenen okyanusların ve göllerin sürekli olarak daha fazla tuz aldığını ve su buharlaştıkça tuzun geride kaldığını belirtti. Su geçen zaman içinde gitgide daha tuzlu hale geleceğinden, bu sürecin ne kadar süredir devam ettiğini tahmin etmek Dünya'nın yaşını verebilirdi. Çeşitli jeologlar bu yöntemi Dünya'nın 80 ila 150 milyon yaşında olduğunu tahmin etmek için kullandılar. Bilim adamları jeolojik süreçlerin tuzu sudan eksilttiğini fark edemediğinden yöntem kusurluydu.
Dünya'nın Yaşı ve Yaş Tespiti ile İlgili Sık Sorulanlar
Dünya'nın yaşı ilk olarak nasıl tahmin edildi?
Dünya'nın yaşı ilk olarak 18. yüzyılda, Dünya yüzeyini şekillendiren süreçlerin (erozyon ve çökelme gibi) çok uzun zaman almış olması gerektiğini fark eden öncü jeolog James Hutton tarafından tahmin edilmiştir. Dünya'nın sıcaklığına ve bazı elementlerin radyoaktif bozunma hızına ilişkin daha sonraki ölçümler, bu tahminleri geliştirmemize olanak sağlamıştır.
Kayaçların ve minerallerin yaşını belirlemek için radyometrik tarihleme nasıl kullanıldı?
Radyometrik tarihleme, kayaların yaşını tahmin etmek için kayalardaki radyoaktif izotopların bozunmasını kullanan bir tekniktir. Bilim insanları ana izotopların yavru izotoplara oranını ölçerek kayanın en son erimesinden bu yana ne kadar zaman geçtiğini belirleyebilirler. Radyometrik tarihleme, bilim insanlarının Dünya'nın yaşını yaklaşık 4,54 milyar yıl olarak tahmin etmelerini sağlamıştır.
Dünya'nın yaşının belirlenmesi ile ilgili bazı zorluklar nelerdir?
Dünya'nın yaşının tarihlendirilmesiyle ilgili bazı zorluklar arasında izotopik oranların doğru ölçümlerini elde etmenin zorluğu, bazı izotopların yarı ömürlerindeki belirsizlikler ve belirli kaya türlerinin tarihlendirilmesinin diğerlerinden daha zor olduğu gerçeği yer almaktadır.
Dünya'nın yaşına ilişkin anlayışımız zaman içinde nasıl değişti?
Dünya'nın yaşına ilişkin anlayışımız, Hutton'un milyonlarca yıllık orijinal tahmininden yaklaşık 4,54 milyar yıllık mevcut tahminlere kadar zaman içinde önemli ölçüde değişmiştir. Bunun nedeni jeoloji, fizik ve kimya alanlarındaki ilerlemelerin yanı sıra kaya ve minerallerin tarihlendirilmesine yönelik yeni tekniklerin geliştirilmesidir.
Dünya'nın yaşının tahmin edilmesini destekleyen diğer kanıtlar nelerdir?
Dünya'nın yaşının tahmin edilmesini destekleyen diğer kanıtlar arasında Dünya'daki en eski kayaların yaşları, meteorların yaşları ve Ay ile diğer gezegen cisimlerinin yaşları yer almaktadır.