Jeolojide devrim nasıl oldu?

20’NCİ yüzyılın 60’lı yıllarında jeologlar, gezegenimizin jeolojik davranışı hakkında yepyeni görüşler geliştirerek dağ ve okyanus oluşumu, bizim Batı Anadolu’daki Alaşehir, Büyük Menderes, Gökova gibi büyük gerilmeli havzaların (rift vadileri) meydana gelişi ve Kuzey Anadolu Fayı veya California’daki San Andreas Fayı gibi dev yanal atımlı fayların kökeni konusunda ilk defa derli toplu bir kuram ortaya attı. Bu kurama levha tektoniği adını veriyoruz. Bu ismin verilmesinin nedeni, yeni kuramın tüm dünya yüzeyinin sınırlı sayıda (toplam 12) burulma yamulması göstermeyen dev takkelere (=levhalar) ayrılmış kabul edilmesiydi. Dünyadaki deprem faaliyetinin yüzde 95’i bu levhaların sınırlarında olmaktadır. Bu sınırların bazısı gerilmeli, bazısı daralmalı, bazısı da yanal atımlıdır. Yayılma merkezleri adı verilen gerilmeli sınırlar boyunca önce rift vadileri oluşmakta, gerilme sürerse, bunlar boyunca okyanuslar açılmakta, daralmalı sınırlar (dalma-batma bölgeleri) boyunca okyanussal levhalar derin deniz hendekleri boyunca tekrar dünya içine dalmaktadır. Dalma-batma denilen bu olay, dağ oluşumuna neden olmaktadır. Yanal atımlı sınırlar boyunca da yukarıda bahsettiğim dev fayları görmekteyiz.

Peki bu yeni kuram nasıl gelişti?

‘BÜZÜLME KURAMI’

İlkçağdan 19. yüzyılın başına kadar jeologlar dağların bir piston gibi doğrudan düşey yükselmeyle olduğunu sanıyor, ama buna bir mekanizma uyduramıyordu. Yapabildikleri tek şey, bu dağlarda görülen granit gibi magmadan oluşan kayaçların bulundukları yerlere dünyanın derinliklerinden sokulurken dağları da yükselttiğiydi. Volkanların da böyle yükselmelerle oluştukları varsayılıyor, volkan ve sıradağ oluşumu aynı şey zannediliyordu. Ama 19. yüzyılın ikinci çeyreğinde İngiliz George Poulett-Scrope (1797-1876) ve Fransız Constant Prévost (1787-1856) gibi jeologlar, volkanların yükselmeyle değil birikmeyle oluşmuş koniler olduğunu ispat etti. Bir volkan bacasından püskürtülen malzeme, baca etrafında birikerek bir koni oluşturmaktadır. 19. yüzyılın üçüncü çeyreğinde de sıradağların eksenleri boyunca uzanan granit ve gnays gibi kristalli kayaçların da dağ oluşum olaylarından etkilendiklerini, yani onların dağ oluşumuna sebep olmuş olamayacakları Avusturyalı Eduard Suess (1831-1914) ve İsviçreli Albert Heim (1849-1937) gibi büyük Alp jeologlarınca ispat edildi.

“Yükselme kuramı” çöpe gitmişti. Peki, yerine ne konulacaktı? İlk defa 1843’te Kuzey Amerika’nın doğusunda uzanan Apalaş Dağları’nda William (1804-1882) ve Henry Rogers (1808-1866) kardeşler bu dağların yanal hareketlerin sebep olduğu bir daralmayla oluşmuş olduğunu gösterdi. Kısa bir süre sonra Alpler’de de aynı gözlemler yapılınca Amerika’da Yale Üniversitesi profesörlerinden James Dwight Dana (1813-1895), Avrupa’da da Heim ve Suess gibi isimler daha önce Fransız jeologu Léonce Élie de Beaumont (1798-1874) tarafından ortaya atılmış olan ısıl büzülme kuramını tekrar gündeme getirdi. Bu kurama göre, dünyamız giderek soğumakta ve dolayısıyla hacim kaybetmektedir. Bunun sonucunda da büzülerek yüzeyde gördüğümüz dağlar oluşmaktadır (Yeryüzündeki en yüksek dağların dünyanın boyutlarına nispetle bir portakalın kabuğu üzerindeki pürüzler kadar olduklarını unutmayalım). Eduard Suess, 1883-1909 yılları arasında 4 cilt olarak yayımladığı dev eseri “Arzın Çehresi”ni (Das Antlitz der Erde) “büzülme kuramı” üzerine inşa etmişti. Jeolojinin en temel eserlerinden biri olan bu dev yapıt, büzülme teorisine çok genel bir kabul kazandırdı yerbilimlerinde.

Ancak çok kısa bir sürede büzülme kuramının da önüne ciddi sorunlar çıkmaya başladı. Her şeyden önce 1896’da Fransız fizikçi Henri Becquerel (1852-1908) tarafından radyoaktivitenin keşfi, dünyanın soğumakta olduğu varsayımına gölge düşürdü. Dağlarda ölçülen daralma miktarı da büzülme kuramının öngörebildiğinden çok daha fazlaydı. Nihayet 1891’de Doğu Afrika’daki büyük rift vadilerinin keşfi dünya yüzünde sırf daralmanın değil genişlemenin de olduğunu ispat etti. Büzülme kuramı bunları açıklayamıyordu.

Tüm bu yeni gözlemleri açıklayabilmek için 1912’de Alman meteoroloğu Alfred Wegener (1880-1930) 2 makaleyle “kıtaların kayması kuramı”nı ortaya attı. Wegener, önce Güney Amerika’nın doğu kıyısı ile Afrika’nın batı kıyısı arasındaki parallelliğin dikkatini çektiğini söylemiştir. Sanki biri ötekinden kopmuş gibi duruyordu. Bu fikri geliştirince Wegener kıtaların daha ağır bir taş kütlesi içinde sal gibi yüzdüklerini düşünmüştü. Kıtalar, yoğunluğu yaklaşık 2.7 g/cm3 olan granitten, içinde yüzdüğü kayaçlar da yaklaşık 3 gr/cm3’lük bazaltlardan oluşuyordu. Wegener okyanus tabanlarının bazalttan olduğunu söylüyordu ki bu, o zamanlar giderek yaygınlaşan bir görüşü temsil ediyordu. Wegener, bu fikirlerini 1915’te bir kitapta toplayarak yayımladı. Onun radikal yorumu jeologları hazırlıksız yakaladı ve çoğu hemen karşı çıktılar. Ama en önemli itiraz jeofizikçilerden geldi.

JEOLOJİNİN KRİZİ

İngiliz jeofizikçi Sir Harold Jeffreys (1891- 1989), bazaltın granitten çok daha güçlü bir kayaç olduğunu, granit salların bir bazalt okyanusu içinde bazaltı yararak yanal hareket edemeyeceklerini hatırlattı. Jeffreys haklıydı ve bu nedenle 30’lu ve 40’lı yıllarda Güney Afrikalı Alexander DuToit (1878- 1948), İngiliz Arthur Holmes (1890-1965) ve İsviçreli Emile Argand (1879-1940) gibi çok önemli istisnalar dışında Wegener’in görüşlerine pek taraftar çıkmadı. Wegener’i destekleyenler, onun teorisi dışında hiçbir teorinin dağların ve gerilmeli vadilerin (riftlerin) oluşumunu ve kıtaların yapılarını tatminkâr bir şekilde açıklayamadığını savunuyordu. Üstelik dünya üzerinde canlıların dağılımını ve eski iklimleri de en iyi Wegener’in kuramı açıklıyordu. 50’li yıllarda İngiltere’de Nobel Ödüllü fizikçi Lord Patrick Blackett (1897-1974) ve öğrencileri tarafından kayaçlarda eski mıknatıslanma izlerinin incelenmesi, kıtaların aynen Wegener’in dediği gibi gerçekten yanal olarak yer değiştirdiklerini gösterdi. Blackett’in öğrencisi Keith Runcorn’un (1922- 1995) 2 öğrencisi Kenneth Creer (1925) ve Edward A. Irving (1927- 2014), 1956’da kıtaların yanal olarak binlerce kilometre hareket ettiklerini tartışılmaz olarak ispat etti. Bu bulgu jeologları ciddi bir ikilemle karşı karşıya bırakmıştı: Bir taraftan kıtaların yanal olarak hareket ettikleri kesin gibi gözüküyor, diğer yandan da Jeffreys’in haklı itirazı bunun imkânsız olduğunu belgelemiş bulunuyordu. Jeoloji tam bir kriz içine düşmüştü.

OKYANUS TABANI

Jeolojiyi bu durumdan Amerikalı jeolog Harry Hammond Hess’in (1906- 1969) bir makalesi kurtardı. İkinci Dünya Savaşı’nı Amerikan Donanması’nda denizaltı savaşları için Pasifik Okyanusu’nun tabanını haritalayarak geçiren Hess, orada okyanus tabanlarında bulunan tepesi düz sualtı dağlarının şekillerinin ancak yanal hareketler varsayılarak izah edilebileceğini düşünmüştü. Kendisinin Princeton Üniversitesi’nde profesör olan İsviçreli coğrafyacı Arnold Guyot’nun (1807- 1884) adından Guyot adını verdiği bu dağlar, yayılma merkezleri yakınında volkan olarak oluşuyor, yanal olarak taşındıkça da 4000 metre derine kadar çöküyordu.

Ya okyanus tabanları da kıtalarla birlikte hareket ediyorsa?

Hess, bu düşüncesini İkinci Dünya Savaşı akabinde öğrendiğimiz bir başka gözlemle birleştirdi: Okyanus ortalarında tüm dünyayı sarmalayan bir dağ kuşağı vardı ve deprem gözlemleri burada dünya kabuğunun iki tarafa çekilerek koptuğunu gösteriyordu. Üstelik Japonya, Marianalar, Şili-Peru gibi yerlerde bulunan derin deniz hendekleri boyunca okyanus tabanları sanki tekrar dünya içlerine batıyordu. Hess, kıta hareketlerinin Wegener’in sandığı gibi okyanus tabanlarını yararak değil, okyanus tabanlarıyla birlikte olduğunu ortaya attı. Bu yeni kuram Jeffreys’in Wegener’e yaptığı itirazı bertaraf ederek kıtaların yatay hareketlerini mümkün kılıyordu.

LEHVA TEKTONİĞİ

Ancak Hess’in kuramı da yetersizdi çünkü sadece gerilme ve daralmayla kıtalar ancak bir portakalın dilimlerinin tabanları gibi iğ şeklinde olurlarsa hareket edebilirlerdi; halbuki dünya üzerindeki durum çok daha karmaşıktır. Bu sorunu da 1965 senesinde Kanadalı jeolog J. Tuzo Wilson (1908-1993), Hess’in daralmalı ve uzamalı sınırlarının büyük yanal atımlı faylarda birbirine bağlanmış olduklarını göstererek çözdü: Wilson, bu yeni tür faylara “transform” yani “geçiş fayları” adını vermişti. Bunlar bir tür hareketten diğerine geçişi mümkün kılıyorlardı. Wilson daralmalı, gerilmeli ve transform sınırlarla çevrilen ama içlerinde pek de deformasyon görülmeyen büyük kabuk parçalarına “levha” adını verdi ve böylece “levha tektoniği teorisi” doğmuş oldu.

- Ekvator boyunca Hint Okyanusu ve çevresinden doğu-batı kesit. Burada okyanus ortası yayıılma merkezlerinin ve dalma-batma bölgelerinin nasıl çalıştıkları görülmektedir.

BİLİMİN BİRLİĞİ

LEVHA tektoniği, bugüne kadar jeolojinin gördüğü en kapsamlı ve açıklama gücü en büyük olan teoridir. Görüldüğü gibi o da tüm diğer bilimsel teoriler gibi kendisinden önce ortaya atılan varsayımların gözlem ışığında eleştirilmesi sonucu ortaya çıkmıştır. Önümüzdeki hafta da yaşamın evrimi teorisinin nasıl geliştiğini anlatacağım. Bu şekilde fiziksel, yerbilimsel ve yaşambilimsel kuramların hepsinin aynı yöntemle geliştirildiklerini, bu yöntemin de bize Tales ve Anaksimandros’tan miras kalan yöntem olduğunu görmüş olacağız. Bu da bize bilimin birliği konusunda önemli bir ipucu verecek. Ondan sonra da “bilim dalları” konusunu ele alacağım.

BERLİN DOĞA TARİHİ MÜZESİ

AVRUPA’da Türk kökenli insanların yoğun yaşadığı şehirlerden biri de Almanya’nın başkenti Berlin’dir. Bu muhteşem şehir, dünyanın en değerli doğa tarihi müzelerinden birine de sahiptir. Berlin’e yolunuz düşerse mutlaka görmenizi öneririm. Burada yalnızca doğanın tarihini değil, doğa bilimlerinin tarihçesiyle ilgili çok ilginç belgeler de göreceksiniz.

- Adres: Museum für Naturkunde Berlin, Invalidenstr. 43, 10115 Berlin, Almanya

Telefon: +49 30 2093 8550

Elektronik posta: besucherservice@mfn-berlin.de

- Müze, pazartesileri ve 24-25 Aralık ile 31 Aralık günleri kapalıdır.

- Açık olduğu saatler: Salı-cuma günleri 09.30-18.00. Cumartesi, pazar ve diğer tatil günleri 10.00-18.00.