Radyoaktif ementlerle Yaş Tayini
İlk defa Becquerel tarafından 1896 yılında, uranyum tuzlarından görünmeyen bazı ışınların çıktığı tespit edilmiş, Madam Curie 1897 yılında toryumun da ışınlar yaydığını tespit etmiş bu olaya “radyoaktivite” adını vermiştir. Radyoaktif elementler etrafa alfa, beta ve gama ışınları yayarlar. Bu ışınlar, fotoğraf filmi üzerinde bıraktıkları ışınım etkisiyle, Geiger sayıcısıyla ve sentilometre gibi aletler yardımıyla tanınırlar.
Radyoaktif elementlerle yapılan yaş tayinlerini, radyoaktivitenin dolaylı ve dolaysız etkilerine göre iki gruba ayırmak mümkündür.
4.1- Radyoaktivitenin Dolaysız Etkilerine Dayanan Metotlar
4.1.1. Uranyum Metodu
Uranyum Metodu, yaş tayin metotlarının bir ailesidir. Bu metotların hepsinin esası, “uranyum ile onun kardeş elementi olan toryumun uzun bozunma zincirleri boyunca kurşun ve helyum hasıl etmeleri” esasına dayanır. Bu olay “alfa bozunumu” olarak adlandırılır. Olayda alfa partikülleri, ana atomların çekirdeklerinden sabit bir hızla ayrılırlar. Bunlar helyum gazının pozitif yüklü atomlarıdır
Radyoaktif elementlerin başında uranyum ve toryum gelir. Uranyumun iki izotopu vardır. Bunlardan birincisi U238’dir ve yarı ömrü 4.5 milyar yıldır. Diğeri U235’in ise yarılanma ömrü 0.7 milyar yıldır.
Toryumun (Th232) yarılanma ömrü ise 14.1 milyar yıldır. Bunlar belirli oranlarda helyum atomu vererek aşağıdaki gibi kurşun izotoplarını hasıl ederler:
U 238 ----> Pb 206 + 8 He 4
U 235 ----> Pb 207 + 7 He 4
Th 232 ----> Pb 208 +6 He 4
Normal kurşun minerali olan galenitte (PbS) kurşunun üç izotopu bir arada yer alır. Bu elementleri ihtiva eden herhangi bir tabakada kurşunun dördüncü bir izotopu olan Pb204’ü, diğer izotoplarla birlikte bulmak mümkündür. Bundan dolayı ona “yaygın kurşun” denir. Jeolojik znlar boyunca diğer izotopların miktarı gittikçe arttığı hâlde, Pb204’ün miktarı hep aynı kalır. Bu bakımdan Pb204’ün radyometrik yaş bulmada önemi büyüktür. Kurşun ihtiva eden bir mineralde Pb204’ün miktarı genel kurşun miktarından çıkarılınca, geride radyoaktif bozunum ürünü olan Pb izotopları kalır. Bunların miktarının tayiniyle de, içinde bulundukları mineralin yaşı tespit edilebilir.
Radyoaktif elementlerde belirli bir zamanda bozunum yoluyla meydana gelen atom sayısı (n) ile, mineralde bulunan radyoaktif elementin atom sayısı (N) doğru orantılıdır.
Matematik olarak bu kanun:
n = N.e-λt formülüyle gösterilir.
n = “t” zaman sonra kalan atom sayısı
N = Zamanın başlangıcında, yani t=0 olduğunda mevcut olan atom sayısı.
Başlangıçta numunede bulunan radyo aktif elementin ve bugüne kadar radyoaktiviteyle meydana gelmiş elementin miktarı bilinirse, radyoaktivite kanunlarıyla son miktarın teşekkülü için geçen müddet hesaplanabilir.
Bozunum hızı zaman ve radyoaktif izotopların yaşına bağlı değildir. Bu hızı istatistiki olarak tespit mümkündür. Meselâ radyumun 10 milyon atomundan (N) her yıl 4 bin 273 tanesi (n) bozunuma uğrar. Burada n/N oranına “bozunum sabitesi” denir. Bu değer, radyum için yıl başına:
l = n / N = 4273 / 107
l = 0.0004273 eder.
Yarı ömrü ise:
T= 0.693 / l
T = 0.693 / 0.0004273 = 1622 yıldır.
Uranyum Metodu’nun Kritiği
Uranyumun radyoaktif bozunumuna dayanan yaş tayin metotlarının sakıncalı tarafları vardır. Bunları şöyle özetlemek mümkündür:
1. Uranyum mineralleri her zaman açık sistemlerde bulunur.
Uranyum ihtiva eden kayaç kapalı bir sistemde olmadığı için, dış etkilere maruzdur. Meselâ uranyum yer altı suyu tarafından kolayca çözülebilir. Ara elementlerden olan radon gazı, uranyum sisteminden dışarıya veya içeriye kolayca geçebilir. Radyoaktif yaş tayini konusunda söz sahibi Henry Fauld, bu hususa şöyle dikkat çekmektedir:
“Jeolojik zamanda hem uranyum hem de kurşun, tortulu şistlerin içinde yer değiştirmişlerdir. Detaylı analizler, bu elementlerle uygun yaşların elde edilemediğini göstermiştir. Benzer güçlüklerle, uranyum ve radyum ihtiva eden maden damarlarının yaşını tayin etme teşebbüslerinde de karşılaşılır. Aynı noktadan alınan örnekler üzerinde farklı yaşların tespit edildiği ve birçok kimyevi aktivitenin vuku bulduğu bilinmektedir” 4.
Radyoaktif bozunmalar atomik yapı tarafından kontrol edildiklerinden, diğer olaylardan kolay kolay etkilenmezler. Fakat atomik yapıları etkileyebilen faktörler, radyoaktif bozunum hızını da etkileyebilirler. Bunun en bariz misali, kozmik radyasyon ve bunun ürünü olan nötrinolardır. Bir başka misal de, reaktörlerden çıkan veya farklı yollardan hasıl olan serbest nötronlardır. Eğer bu partiküllerin yerküredeki miktarlarını artıracak herhangi bir şey meydana gelmişse, radyoaktif bozunum hızlarını da artıracaktır.
3. Oğul ürünler, kayacın ilk teşekkülünde orada yer almış olabilir. Uranyum ve toryum bozunumuyla ortaya çıkan radyojenik oğul ürünlerin, bu mineraller ilk defa teşekkül ettiği zaman orada mevcut olması mümkündür. Günümüzde yerkürenin iç tabakalarından lavların akmasıyla meydana gelen kayaların, bazen hem radyojenik hem de müşterek kurşun ihtiva ettikleri bulunmuştur.
4. Oğul ürünlerin hepsi o kayaca has olmayabilir. Radyoaktif bozunmayla teşekkül eden oğul ürünlerin hepsi o kayaçta kalmayabileceği gibi, başka kayaçta teşekkül etmiş oğul ürünler de oraya gelmiş olabilirler.
4.1.2- Potasyum-Argon Metodu
Potasyum mineralleri volkanik kayaların büyük çoğunluğunda ve bazı tortul kayaçlarda bulunurlar. Geniş kullanım alanları vardır. Potasyum 40, yan ömrü 1.3 milyar bir hızla, elektron yakalama olayıyla Argon 40’a dönüşür.
4.1.3- Rubidyum-Stronsiyum Metodu
Bu metot, Rubidyum 87’nin 47 milyar yıllık yarılanma süresiyle Stronsiyum 87’ye dönüşmesine dayanır. Rubidyumun yarılanma süresi bazı otoriteler tarafından 60 milyar yıl, bazıları tarafından da 120 milyar yıl olarak kabul edilir. Bu metodun uranyum metoduna göre ayarlanması gerekir. Dolayısıyla uranyum yaş tayin metodundan daha güvenilir değildir. Gerek uygulama yönünden gerekse uygulamada karşılaşılan mahzurlar bakımından Potasyum-Argon Metodu ile Rubidyum-Stronsiyum Metodu ve diğer radyoaktif metotlar, Uranyum Metodu’yla benzerlik gösterirler.
4.1.4- Radyokarbon (C14) Metodu
“Radyokarbon,” sabit olmayan karbon-on dört (C14) izotopuna verilen isimdir. Karbon-on iki (C12) ise “tabii karbon” olarak adlandırılır ve radyoaktif değildir. Radyokarbon, atmosferin üst kısmında, kozmik radyasyonla, atmosferdeki azot-on dört (N14)’ün aralarındaki reaksiyonlar sonucu hasıl olur. Karbon-12, altı proton, altı nötron ve altı orbit elektron taşır. Karbon-14 çekirdeğinde ise sekiz nötron bulunur. Bu iki fazla nötron, atomu kararsız hâle getirir. Nötronlardan biri beta partikülü vererek yedi protonlu ve yedi nötronlu bir çekirdek hasıl eder. Bu yeni yapı, Azot-14’tür. Böylece kararsız Karbon-14, kararlı Azot-14’e dönüşür. Yarılanma ömrü de 5730 yıldır.
Atmosferde teşekkül eden Karbon-14, derhâl CO2 hâlinde oksitlenir ve havaya, suya ve organizma bünyesine yayılır. Normal olarak, havadaki radyoaktif karbondioksit ile radyoaktif olmayan karbondioksit oranının, dolayısıyla C14/C12 oranının sabit olduğu, bu sabit orana ulaşabilmek için de 100 yılın geçtiği kabul edilir.
Canlı organizmalardaki C14/C12 oranının da sabit olması beklenir. Organizma yaşadığı sürece bu oranın eşitliği değişmez. Fakat canlı organizma ölünce, havadan CO2 alamayacağı için C14’ün C12’ye oranı gittikçe azalacaktır. Bu azalma 1/2 değerini bulduğu zaman, o organizmanın ölümünden itibaren geçen sürenin 5730 yıl olması gerekir. Çünkü C14’ün yarı ömrü 5730 yıldır. Beş yarı ömürde, yani yaklaşık 29 bin yılda orijinal radyokarbon miktarının sadece 1/32’si serbest bırakılacaktır. Radyokarbon Metodu, en çok 80 bin yıl öncesine kadar uzanan süreleri tespit için kullanılabilmektedir. Daha yaşlı materyaller, Uranyum Metodu’yla test edilmelidir.
Radyokarbon Metodu’nun kritiği
Radyokarbon Metodu birtakım kabullere dayandığı için tenkit edilmektedir. İtiraz edilen hususlar şunlardır:
1. Birçok canlı sistem, standart C14/C12 oranına sahip değildir. Karbon-14 Metodu, bütün canlı organizmalar öldüğü zaman, onların hepsinin standart C14/C12 oranını ihtiva ettiğini farz eden bir kabulle yola çıkar. Hâlbuki birçok numune bu oranı göstermemiştir. Meselâ bu metotla, yaşayan mollusklar 2300 yaşında tespit edilmiştir. Böyle bir değer, organizma çevresinin, tahmin edilenden daha fazla C14 ihtiva ettiğini, dolayısıyla organizma ile çevre arasında karbon değişimi olduğunu gösterir5.
2. Radyokarbon, her organizmada sabit oranda azalmayabilir.
Radyokarbon bozunumları, çevrenin radyoaktivitesinden, özellikle serbest nötronlardan ve kozmik radyasyonlardan etkilenmekte ve dolayısıyla bozunma hızları değişmektedir.
3. Tabii karbon miktarı geçmişte değişik olabilir.
Geçmişte yeryüzünün bitki örtüsü, şimdikinden ya daha fazlaydı ya da daha az. Buna bağlı olarak da C14/C12 oranı ya büyük veya küçük olacaktır. Dolayısıyla bu periyotlara ait materyallerin görünen radyokarbon yaşı da, gerçek yaştan ya büyük veya küçük bulunacaktır. Aynı husus, atmosferdeki karbondioksit miktarı için de geçerlidir. Şayet geçmişte volkanlar dışarıya karbondioksit vermişse, bu durumda o zamanki karbondioksit miktarı, şimdikinden farklı olacaktır.
4. Radyokarbon oranı kararlı bir duruma erişmemiş olabilir. C14/C12 oranının belirli bir sürede yerkürede kararlı bir duruma geldiği kabul edilir. Yani atmosferde teşekkül eden C14 miktarı, yeryüzünde bozulmaya uğramış C14 miktarına eşittir. Dolayısıyla giren ve çıkan toplam C14 miktarı aynı olmalıdır. Ama durumun böyle olmadığını gösteren hususlar da vardır. Nitekim dünyada bir yılda teşekkül eden radyokarbonun ölçülebilen miktarının, bozulmaya uğrayan radyokarbondan yüzde 25 oranında fazla olduğu belirtilmektedir5-8.
4.2- Radyoaktivitenin Dolaylı Etkilerine Dayanan Metotlar
Radyoaktivitenin dolaylı etkileri, radyoaktif parçalanmalara bağlı ışın yayımıyla meydana gelir. Bu ışınlar, kayacı bir bombardımana tutmuş gibi tesir hasıl eder. Işınların kaynağı, özellikle kayaç içinde bulunan tabii radyoaktif mineraller veya ağır elementlerin çevreden gelen alfa veya kozmik ışınlarıyla bunların fizyonu olabilir.
4.2.1- Paleokroik Çevreler Metodu
Paleokroik çevreler özellikle biyotidler içinde radyoaktif İnklüzyonların (zirkon, monozit) etrafında küresel olarak bulunur. Eğer İnklüzyon çok küçük ise paleokroik çevreler tam küre şeklindedir ve ince kesitte bir çemberi andırır. Konsantrik kürelerin çapları sabit değerlerde olup, her kürenin çapı, alfa ışınının aldığı yola eşittir. Paleokroik çevrenin ışık geçirgenliği ile onun etkisiyle aldığı alfa ışını arasındaki ilgi, deneyle tespit edildiğinden yaş tayininde kullanılabilir.
Bu metot birçok yönden eleştirilmektedir. Yapılan deneyler, suni olarak elde edilen paleokroik çevredeki ışık geçirgenliğinin periyodik olarak değiştiğini, özellikle ısı artışından fazla etkilendiğini göstermiştir.
4.2.2- İz Metodu
Bu metot, herhangi bir mineralin radyoaktivite sebebiyle parçalanırken saçtığı ışın izlerinin sayımına dayanır.
22.214.171.124- Metamiktleşme Metodu
Bu metot, bir mineraldeki kristal ağların X ışınlarıyla ölçülerek ortaya konulabilen düzensizliğini esas alır.
126.96.36.199- Termolominesans Metodu
Işınların etkisi altında kalan kristal iç yapısına bağlı bazı elektronlar kurtulur ve kristal ağının kusurlu yerlerinde hapsedilir. Bu durumda bulunan elektronların tamamı, normal yerlerindekine oranla daha yüksek enerji seviyeli dinamik bir sistem meydana getirir. Isı tesiriyle elektronların normal yerlerine dönmeleri ışık şeklinde enerji çıkmasıyla olur ve böylece radyoaktiviteyle etkilenmiş mineralin enerji seviyesi bulunabilir.
Radyoaktivitenin dolaylı etkisine dayanan bu metotlar hâlen geliştirilme safhasındadır ve daha öncekilere göre kullanım alanları da dardır.
5- Jeolojik ve arkeolojik yaş tayin metotları hakkında genel değerlendirme
Jeolojik ve arkeolojik materyallerin yaşını tayinde kullanılan gerek radyoaktif gerekse diğer metotlar, birtakım kabullere ve tahminlere dayandığı için istenen hassasiyette değildir. Bu bakımdan ortaya konan yaşların gerçek yaşlar olduğu hususunda tereddütler hasıl olmaktadır. Ancak her materyalin yaşını tayinde benzer hatalar olduğu için, tespitler gerçek yaşlardan ziyade nispi yaş olarak önemlidir. Sözgelimi 150 milyon yaşında olduğu tespit edilen A materyali, 50 milyon yaşındaki B materyalinden üç kat daha yaşlıdır. Yani B materyali gerçekte 15 bin yaşında ise, A materyali de 45 bin yaşında olacaktır.
Yukarda sözü edilen metotların, daha iyi sonuç verecek başka alternatifleri de yoktur.
Prof.Dr. Adem Tatlı
Kaynaklar:
1. Morrıs, H. and Parker,G.E. What is Creation Science? Master Book Publishers. California. 1982. Terc. Â.Tatlı, Keha,E., Marangoz, C., Solak, K. ve Hasenekoğlu, İ. Yaratılış Modeli. Millî E. Bakanlığı Basımevi. Ankara. 1985.
2. Ketin, I. Genel Jeoloji. Cilt 1. İTÜ Yayını. 1982, sayı 1096.
3. Dunbar, C.O. Historical Geology. New York. John Wiley Sons. Inc. 1949, p.52.
4. Fault, H. Age of Rocs, Plas and Stars. NewYork. McGraw-Hill Book. Co. Inc. 1966, p.61.
5. Kıeth, M.S. and Anderso, G.M. Radiocarbon Dating: Fictitious Tesults with Mollusc Shells. Science, August, 16. A. 634, 1963.
6. Libby,W.F.Radiocarbon Dating. Universty of Chicago Press.1955, p.7.
7. Lingelfelter, R. E. Production of C-14 by Cosmic & Ray Neutrons. Reviews of Geographics. 1963, Vol. 1. p.51.
8. Suess, H.E. Secular Vanations in the Cosmic Ray Produced Carbon-14 in the Atmosphere and their Interpretations. Journal of Geophysical Research. 1965, Vol.7. p.594.
Dünyanın Yaşı ve Uranyum-Kurşun Metodunun Problemleri
Prof. Dr. Ömer Said GÖNÜLLÜ
Dünya kaç yaşındadır? Yaşını ölçmek mümkün müdür? Eğer mümkünse, bu hangi metodlarla 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?
Dünya’nın yaşını ölçme metodları
Bütün zaman ölçme metodları aynı temel prensibe dayanır: süreklilik arzeden bazı tabiî süreçlerin hızını hesaplamak. Bugün en gelişmiş kronometri metodlarından 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 veya 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.
Bütün bu şartlar bugün zaman hesaplamalarında uygulanıyor. Fakat iş jeokronometriye gelince; seçilen süreç tarih öncesi zamanlarda başladığından ve biz sözkonusu zamanları doğrudan gözleyecek, doğruluğunu teyid edecek bir metoda sahip olmadığımızdan, yukarıdaki üç şartın bugün olduğu gibi geçmişte de biraraya geldiğinden mümkün olduğunca emin olmamız gerekiyor; problem de burada başlıyor.
Meselâ, Dünya’nın kaç yaşında olduğunu anlamanın bir yolu olarak, okyanusların artan tuzluluğunu ele alalım (bu, 1898’de İrlandalı jeolog John Joly tarafından geliştirilen bir metoddur). 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 metod 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 metodlar belli bir dereceye kadar aynı kusurlarla malûldür. 4,5 milyar yıllık muazzam yaşa ulaşmak için kullanılan “radyometrik yaş tayini” tekniği, çok uzun yarı–ömre sahip olan ve çok uzun süre radyoaktif kalan elementlerin radyoaktif bozulmasıyla ilgili metodları 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 periyodlarında kendiliklerinden ve yavaş yavaş çeşitli kurşun atomlarına (uranyum 238 ayrıca helyum gazına) dönüşür. Herbirinin 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. Meselâ, 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 radyokarbon 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 ayırtedilemeyen 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?
Kurşun 208 nereden geliyor?
Bu kaynak, tabiî fisyon (uranyum atomu çekirdeğinin ikiye bölünmesi) hâdisesinin meydana geldiği radyoaktif bir maden yatağında bulunur (Gabon’daki uranyum yatağında böyle bir tabiî fisyon meydana gelmiştir). Uranyum yatağında, bazı uranyum 238 atomları kurşun 206’ya doğru dönüşürken, bazı uranyum 238 atomları da tabiî fisyonla ikiye bölünürken nötron açığa çıkarırlar. Bütün bu nötronlar çevrede bulunan olağan kurşunu (kurşun 204) ve radyojenik kurşunu (kurşun 206) kademe kademe kurşun 208 izotopuna eş zamanlı olarak dönüştürür. Bu izotop, toryum 232’nin alfa bozunmasının radyojenik bir ürünü olan kurşun 208’den deney ve ölçümle ayırt edilemez. Böylece iki yoldan kurşun 208 izotopu meydana gelir. Fakat Darwinciler tespit edilen kurşun 208’in hepsinin toryum 232’nin radyojenik ürünü olan kurşun 208 olduğunu, yani çok fazla miktarda “radyojenik” kurşun bulunduğunu, dolayısıyla bu prosesin uzun zamandan beri süregeldiğini iddia etmekte, ve bu da ölçümleri mânidar şekilde “yaşlı” bir Dünya lehine eğip–bükmektedir.
Nötron yakalama prosesinde, kurşunun izotopik değerleri sistematik olarak değişir: kurşun 206 bir nötron yakalayarak kurşun 207’ye, bu da bir nötron tutarak kurşun 208’e dönüşür. İlginç olan husus, kurşun 208’in herhangi bir yatakta mevcut kurşunun genellikle yarısından fazlasını oluşturmasıdır. Bu, normal olarak, kurşun 208’in ata elementi olan toryumun sözkonusu yatakta çok olağan olduğu, yani kurşun 208’in sadece toryum 232’nin radyoaktif bozulma ürünü olduğu anlamında değerlendirilir. Fakat dünyanın en büyük iki uranyum yatağındaki –Zaire ve Kanada’da– kurşun muhtevasını inceleyen Melvin Cook, bunların toryum 232 ihtiva etmemesine rağmen önemli miktarda kurşun 208 içerdiğini, bu durumda kurşun 208’in ancak kurşun 207’nin nötron yakalamasıyla ortaya çıktığını, bütün radyojenik kurşunun aynı temele dayanarak açıklanabileceğini ve maden yatağının esas olarak modern orijinli olabileceğini söylemektedir.
Cook yaratılışa inanan bir bilim adamı olduğundan, onu ve araştırmalarını gözden düşürmek için bazıları girişimlerde bulundu. Bunlardan biri U.S. Geological Survey’den jeolog Brent Dalrymple idi. Ancak, serbest nötron seviyesinin yataklardaki kurşun izotopları oranında önemli bir değişime yolaçamayacak kadar düşük olduğunu ileri süren Dalrymple ve diğerleri dünyanın en büyük iki uranyum yatağında toryum 232 bulunmadığı halde önemli miktarda kurşun 208’in nasıl bulunduğuna tatminkâr bir izah getiremediler. Böylece, uranyumun bozulması hem güvenilir bir jeokronometri metodunun en önemli kriterini değersiz kılmakta, hem de “seçilen prosesin düzgün işleyişine dışarıdan hiçbir faktörün karışmaması” kriterini gözden düşürmektedir. Tabiatta metalik şekilde değil de oksid olarak oluşan ve bu haliyle suda yüksek erime kabiliyeti gösteren uranyum yeraltı sularının etkisiyle orijinal yatağından büyük miktarlarda uzaklaşır. Bunun yaş tayinine ne ölçüde tesir ettiği, maden yatağının bazı kısımları fakirleşirken bazı kısımları zenginleştiği için önceden bilinememektedir.
Helyum problemi
Uranyum 238’in bozulma prosesinin son ürünü kurşunun yanısıra, atom ağırlığı 4 olan radyojenik helyum gazıdır. Dünya atmosferindeki toplam helyum miktarının Dünya tarihinin büyük bölümünde cereyan eden bozulma prosesiyle oluşmuş radyoaktif kökenli helyum olduğu sanılmaktadır. Eğer uranyum–kurşun yaş tayin tekniği güvenilir ise, Dünyanın yaşı konusunda, atmosferdeki radyojenik helyum miktarı Yerkabuğu’ndaki radyojenik kurşun miktarı ölçümlerinin verdiği yaşla uyumlu bir rakam vermelidir. Fakat yaşlar telif edilemeyecek kadar farklıdır. Eğer Dünya 4,5 milyar yıl yaşındaysa, atmosferde kabaca 10 trilyon ton radyojenik helyum 4 bulunmalıdır. Fakat, bugün sadece 3,5 milyar ton mevcuttur (olması gerekenden binlerce defa daha az). Cook, Dünya üzerindeki bu eksik radyojenik helyuma dair Nature’da yayınlanan makalesinde şunları belirtmişti: “...Başlangıçtan bu yana 100 trilyon tondan fazla helyum kabuktan atmosfere geçmiş olmalıdır. Atmosfer sadece 3.5 milyar ton helyum 4 ihtiva ettiğinden, yaygın varsayım 100 trilyon ton civarında helyum 4’ün ekzosferden dışarı çıktığı, ve hâlen atmosferden kaçış oranının kabuktan atmosfere serbestlenme oranını dengelediği şeklindedir.”
Bazı jeologlar bu farklılığı, kalan % 99.96’lık kısmın Dünya’nın çekim alanından uzaya kaçtığını varsayarak açıklamaya çalışmışlardır, fakat bu proses gözlenmemiştir. Dalrymple ise, helyum 4 eksikliğini açıklayabilecek bir mekanizma öne sürdü ve Cook’un iddiasına 1984’de şu karşılığı verdi: “Banks ve Holzer göstermişlerdir ki, kutup rüzgarları bir saniyede bir santimetrekareden 2 ilâ 4 milyon iyon miktarınca helyum 4’ün kaçmasına yolaçabilir. Bu, bir saniyede bir santimetrekareden tahminen 1 ilâ 4 milyon atom miktarlık ürün akışına neredeyse eşdeğer bir rakamdır.”
Banks ve Holzer’in bulgularını Dalrymple’in bunları uydurmaya çalıştığı amaçlar açısından geçersiz kılan iki husus var. Birincisi, Dünya gerçekten 4,5 milyar yıl yaşındaysa, eksik helyumu açıklamak için, atmosferin bir saniyede bir santimetrekareden yaklaşık 1016 atom oranında, yani Dalrymple’in verdiği rakamdan on kat daha hızlı bir şekilde helyum kaybetmesi gerekmektedir (1020 gramdan daha fazla miktarda kayıp helyum aradığımızı hatırlayalım). İkinci husus, Dalrymple’in kullandığı rakamların yaklaşık otuz yıl öncesine ait olmasıdır; o dönemde uzay bilimcilerin büyük kısmı Dünya’nın uzay boşluğunda hareket ettiğine (atmosferi boş uzaydan başka birşeyin çevrelemediğine), hafif hidrojen ve helyum atomlarının boşluğa kaçtığına inanıyordu. Yeni çalışmalar ise, helyum kaybetmek bir yana, atmosferin hâlâ hatırı sayılır miktarda helyum kazanabildiğini gösteriyor. Güneş’in etrafında döndüğü için, Dünya sadece boş uzayda değil, Güneş’teki nükleer proseslerden ileri gelen, esas olarak hidrojen ve helyuma dayalı ince bir Güneş atmosferi içinde de hareket etmektedir. Yukarı atmosferdeki ölçümlere göre, Dünya bu yolla helyum kazanmaktadır.
Uzay bilimci James Lovelock 1987’de yayınlanan kitabı Gaia: Yeryüzü’ndeki Hayata Yeni Bir Bakış’ta şunları ifade ediyor: “Havanın en dış tabakasını teşkil eden ve santimetre küpte sadece birkaç yüz atom ihtiva edecek kadar seyrek özellik gösteren eksozferin aynı şekilde ince olan Güneş’in en dış atmosferi içine karışıp kaybolduğu düşünülebilir. Eksozferden hidrojen atomu kaçışının Güneş’ten hidrojen akışıyla dengelendiği veya telafi edildiği kanaatindeyiz.” Lovelock hidrojenden bahsediyor, helyumdan değil. Helyum hidrojenden dört kat daha ağırdır, ve Güneş’teki nükleer füzyon prosesinin esas ürünü olduğundan Güneş atmosferinde çok bol bulunmaktadır. Eğer hidrojen kaybolmadı, tam aksine kazanıldıysa, aynı şey helyum için de geçerli olacaktır. “Eğer helyum 4’ün atmosferde ölçülen miktarını alır ve radyoaktif yaş tayin tekniğini buna uygularsak” diyor Cook, “Dünya için 175 bin yıl civarında bir yaş buluruz. Bu bizim güvenilirlik kriterlerimizi geçersiz kılar; çünkü helyum 4’ün dışarıdan muhtemel girişi bu prosesi bozmaktadır.”
Cook yalnız değildi. Önemli dergilerde yayınlanan makalelerde de benzer şüphelere yer verilmişti. Hawaii Jeofizik Enstitüsü’nden Funkhouser ve Naughton, Mount Kilauea yanardağına ait volkanik kayaların yaşını potasyum–argon metoduyla hesaplamış ve 3 milyar yıla kadar yaşlar bulmuşlardı –halbuki bu kayaların 1801’deki püskürme sırasında oluştuğu biliniyordu. Avustralya Millî Üniversitesi’nden McDougall Yeni Zelanda’da 1,000 yıldan daha genç olduğu bilinen lavlar için 465,000 yıla varan yaşlar bulmuştu (Milton, 1997).
Neticede, radyoaktif bozulmaya atfedilen saat hakemi rolü tehlikeye girmiş bulunuyor; çünkü ölçülen değer bozulma hızı değil bozulma ürünlerinin miktarıdır ve bunların menşei konusunda kesin birşey söylemek mümkün değildir. Bu yüzden, bütün radyoaktif jeokronometri metodları oldukça kusurlu ve uygulamada da güvenilir değildir. Uranyum–kurşun ve uranyum–helyum yaşları arasındaki uyumsuzluktan ortaya çıkan tek güvenilir sonuç, bu şekildeki bir radyoaktif yaş tayin metodunun güvenilir olmadığıdır. Potasyumun argona, rubidyumun stronsiyuma bozulmasına dayanan metodlar da kendi problemlerinin yanısıra, yukarıdaki kusurlardan bazılarını da barındırmaktadır. Fakat, bazı bilim adamları tek bir düşünceyi, daha doğrusu peşin bir hükmü savunmaya çabalıyor: evrim. Ve evrim lobisi, oluşturduğu baskı atmosferiyle Cook ve Milton gibi cesaretli bilim adamlarının sesini kısmakta, prestijlerini sarsmakta, diğerlerine de gözdağı vermektedir. Çünkü, Dünya’nın yaşını hesaplamak için geliştirilen bütün jeokronometri metodlarında bazı belirsizlikler mevcuttu. Fakat bunlardan sadece biri (uranyum ve benzer elementlerin radyoaktif bozulmasına dayanan teknik) Dünya için milyarlarca yıllık bir yaş veriyordu. İşte bir tek bu teknik Darwinciler tarafından coşkuyla desteklenirken, diğerleri görmezden gelindi. Çünkü Darwinci teoriye göre evrim, sonuçlarını uzun zaman ölçeğinde veren bir süreç olduğundan ona uzun bir jeolojik geçmiş gerekiyordu. Bu reklam kampanyası Darwinciler açısından öyle başarılı oldu ki, bugün diğer alanlarda çalışan bilim adamları da dahil neredeyse herkes, evrensel bozulma sabitinden dolayı, radyoaktif yaş tayininin dikkate değer ve tenkit edilemez tek metod olduğuna inanır olmuştur. Ancak yukarıda da gördüğümüz gibi, geniş kabul gören bu inanışların aslında hiçbiri delille desteklenmiş değildir. .
Kaynaklar
– Cook, M.A., 1966 – Prehistory and Earth Models. Max Parrish, London. Lovelock, J.E., 1987 – Gaia: A New Look at Life on Earth. Oxford University Press.
– Milton, R., 1997 – Shattering the Mythes of Darwinism. Park Street Press, Vermont.