Ay Gözcüsü’nü geçen ay, aşağıdaki mağaralardan birindeki Beyaz Tüy ve ailesinin leopara karşı savaşını dinlerken bırakmıştık. Üstelik aklından onlara yardım etmek gibi bir fikrin hiç geçmediğini de eklemiştik. O dönemde henüz insan sosyal bir varlık olma yolundaki gelişmesine başlamadığından bu kayıtsızlık Ay Gözcüsü’nü kimsenin gözünde canavar filan yapmıyordu. İnsanoğlu doğaya ve vahşi hayvanlara karşı eşit şartlarda -sadece pençeleriyle- savaşıyor ve çoğu zaman kaybeden taraf oluyordu. Aradan geçen binlerce yılda toplayıcılık ve avcılık dönemlerinin ardından Neolitik çağda, insanoğlu çiftçiliğe dayalı köy yaşantısına geçti, böylece sosyalleşme yolundaki gelişimi büyük ölçüde hızlandı.
Ancak çoğu kaynakta gerçek kent yaşamına geçişin Kalkolitik çağda olduğu belirtilir. Kalkolitik kelimesi, Khalkos (bakır) ve lithos (taş) sözcüklerinden türetilmiştir (Yıldırım, R., 2004). Bu dönem, üreticiliğin ileri dönemi ya da köy yaşamının gelişkin dönemi olarak tanımlanmaktadır. Milattan önce altıncı binin ilk yarısı ile dördüncü binin sonları arasına tarihlenen bu çağın en önemli özelliği ilk metal işçiliğinin bu dönemde gerçekleştirilmiş olmasıdır. Döneme adını veren khalkos (bakır) insanoğlunun kullandığı ilk madendi. Önceleri, ortalıkta öylece yatan bakır parçalarını döverek ince levhalar haline getiriyor ve bunlardan takı ve süs eşyaları yapıyorlardı. Günümüzden yaklaşık 7000 yıl önce başlayan bu süreç, atalarımızın bakırın yüksek sıcaklıkta eriyebildiğini keşfetmeleriyle hızlandı. Artık küçük parçalar halinde toprakta bulunan metali ısıtıp eriterek sıvı halde taş kalıplara döküyor ve gündelik hayatta ihtiyaçları olan aletleri yapıyorlardı. İnsanoğlu, medeniyetler kurmak için su, güneş ve bereketli toprakların yanı sıra madenlerin varlığına da ihtiyaç duymaya başlamıştı.
Artık mostra madenciliği bitti
O günlerden bu yana, kullanılan madenlerin çeşitliliği ile işleme, zenginleştirme ve şekillendirme teknikleri de hızla değişti ve gelişti. Sadece metalik madenler değil, endüstriyel hammaddelerin de günlük hayatımızdaki yeri ve önemi gittikçe arttı. Bugün, bu metni yazarken kullandığım bilgisayardan uyanık kalmak için içtiğim kahvenin fincanına dek her yerde madenler ve madenciliğin nimetleriyle karşılaşıyoruz. Kullandığımız pek çok şeyin yapısında bulunan madenleri ve endüstriyel hammaddeleri bulmak, yeraltından çıkarmak, işleyip zenginleştirmek ve ürüne dönüştürülebilir hale getirmek için çeşitli mühendislik dalları (jeoloji, jeofizik, maden, cevher hazırlama, metalürji ve malzeme gibi) eşzamanlı olarak çalışıyor. Bir parça bakır cevherini, yeraltında yattığı yerden satın aldığımız o çok pahalı anakartın devre yollarına dek getiren sürecin en başında “aramacılar” yani jeoloji ve jeofizik mühendisleri yer alıyor.
Üstelik artık ihtiyaç duyduğumuz madenler öylece önümüzde yatmıyor. Atalarımızın bakırı keşfinden bu yana çok zaman geçti ve bu süreçte elimizin erebildiği her yerden ihtiyacımız olanları aldık, tükettik. Sık kullanılan bir deyişle “artık mostra madenciliği bitti”. Artık, gözümüzün göremediği, atalarımızın erişemediği derinliklerdeki madenleri bulmak ve çıkarmak zorundayız. Yeryüzünde izi (yüzleği, mostrası) görülen bir madenin peşi sıra kazma sallamak ve el yordamıyla ilerlemek ise sahip olduğumuz teknoloji düşünülecek olursa ancak komik bir eylem olabilir. Yani artık “cevher kazmanın ucunda” değil, yerbilimleri ile fizik ve matematiğin ortak emeklerinde, jeofizikte.
Maden çeşitleri
Yeraltında maden ya da endüstriyel hammaddenin yerini, yayılımını ve fiziksel özelliklerini belirlemek konusunda iş jeofizik mühendislerine düşer. Bir jeofizik mühendisi çoğu zaman jeoloji mühendisleri ile işbirliği içinde öncelikle üzerinde çalışılan sahada madenin bulunabileceği biçim ve fiziksel özellikleri üzerinde çalışır. Çünkü, maden yatağının oluşum biçimi ve başından geçenlere bağlı olarak, kullanılacak jeofizik yöntemler çeşitlilik kazanır. Bu aşamada jeoloji mühendisinin madenin bulunabileceği ortam, çevre kayaç ve mineral içeriği ile ilgili olarak verdiği bilgiler ışığında jeofizik mühendisi uygun yöntemi ve ölçüm planını belirler.
Madenler genel olarak, endüstriyel hammaddeler ve metalik madenler olarak sınıflandırılır. Endüstriyel hammaddeler, metalik özellik taşımayan ancak endüstrinin çeşitli kollarında hammadde ya da üretime yardımcı olarak kullanılan malzemelerdir. Kaya tuzu, kum, çakıl, kireç, kaolen, asbest, pomza, granit gibi yüzlerce farklı malzeme endüstriyel hammaddeler sınıfına girer ve ülkemizde üretilir. Metalik madenler sınıfı ise altın, gümüş, bakır, kalay, demir, tungsten gibi madenleri içerir.
Metalik madenler kendi içlerinde, değerli ya da değersiz olmaları, bulunuş biçimleri, çevre kayaç özellikleri, oluşum biçimleri ve kökenleri, geçirdiklere değişimler gibi pek çok farklı kriter baz alınarak sınıflandırılabilir. Uzun çalışmalar sonucunda ve oldukça ayrıntılı incelemelerle yapılan, pek çoğu son derece karmaşık olan bu sınıflandırma biçimlerinden özellikle bazıları jeofizik mühendislerini çokça ilgilendirir. Jeofizik araştırmanın (prospeksiyon) başarısı çoğu zaman araştırılan yapının içinde bulunduğu ortamdan fiziksel farklılığı ve geometrik özelliğine (biçim, boyut, derinlik gibi) bağlıdır. Bu nedenle cevherin, tenörü, yeraltında bulunuş biçimi, kimyasal bir süreç geçirmiş ya da halen geçiriyor olması gibi özellikleri jeofizik mühendisleri için son derece önemli bilgilerdir.
Maden çeşitlerine göre, jeofiziğin araştırma teknikleri
Jeofizik yöntemler kullanılarak yapılan araştırmalarda esas olan, fiziksel olarak ortamın genelinden farklı özellikler gösteren bölgenin belirlenmesidir. Bu amaçla yapılan çalışmalarda, jeofizik mühendisi “anomali”nin (ing. anomaly, normalin dışında olan, istisnai) peşindedir. Araştırma esnasında yeriçindeki yapıların elektrik iletkenlik/özdirenç, yoğunluk, elektromanyetik geçirgenlik, hız gibi çeşitli fiziksel parametreleri ölçülür ve bu parametreye ait değerlerin yeriçindeki dağılımı belirlenir. Böylece genelden farklı fiziksel özellik gösteren yerler ortaya çıkarılmış olur. Elde edilen anomalinin biçimi, genliği, genişliği gibi özelliklerine bakılarak üzerinde çalışılan yapıya ait bilgilere ulaşılır. Jeofizik yöntemlerle elde edilen bu bilgilerle jeoloji ve jeokimya gibi disiplinlerin ortaya koyduğu bilgiler bütünlük içinde değerlendirilir ve sonuca ulaşılır.
Metalik madenler çoğu zaman çevre kayaçtan elektrik iletkenliklerinin yüksek oluşuyla ayrılır. Bu nedenle metalik maden araştırmalarında çoğunlukla elektrik iletkenlik/özdirenç değişimini ölçmeye dayalı elektrik ve elektromanyetik yöntemler kullanılır. Cevherin damar, yatak ya da dissemine (saçılmış) olmasına, yeriçinde sığ ya da derin ortamlarda bulunmasına ve biçimine göre kullanılacak yöntem ve dizilim biçimi çeşitlilik kazanır.
Türkiye’den bir örnek
Maden jeofiziği alanında ülkemizde, ilk uygulamalardan olması açısından en önemli araştırmalardan biri Prof. Dr. Kazım Ergin tarafından 1957 yılında Murgul’da gerçekleştirilmiştir. “1957 yılında Etibank tarafından Murgul’da yaptırılan P.S. etüdleri sonucunda o zaman işletilmekte olan Anayatak ile Lepiskur deresi arasında, şekilde görülen ve iki negatif merkezden oluşan anomali bulunmuştur. 1958’de yapılan bir sondajda yaklaşık olarak 10 metrede cevhere girilmiş ve değişik tenörde olmak üzere 141 metreye kadar cevher kesilmiştir. Bugün Çakmakkaya adı verilen bu maden yatağı P.S. yöntemi ile bulunmuştur.” (Ergin, K., 1985)
Prof. Dr. Kazım Ergin’in Tatbiki Jeofizik adlı kitabında yer verdiği bu çalışma, P.S. (fr. Potentiel Spontané, ing. Self Potential (SP), tr. Doğal Potansiyel) yöntemi ile yapılan en başarılı çalışmalardan biri kabul edilmektedir. Doğal Potansiyel yöntemi jeofizik yöntemler içinde ekipman ve cihaz bakımından en az maliyetli ve ölçümü basit olanlardan biridir. Bu yöntemde, içinde bir metal çubuk bulunan ve aynı metalin çözeltisiyle doldurulmuş fincan elektrotlar, yeterince kablo ve 1 milivoltluk gerilim farkını ölçebilecek hassasiyette bir voltmetre kullanılarak ölçümler yapılır. Kullanılan elektrotlar çok küçük potansiyel farkları dahi algılamaya duyarlıdır. Doğal Potansiyel yöntemi, yer içinde doğal olarak bulunan akımlar sonucu oluşan gerilim farklarının ölçülmesi esasına dayanır. Söz edilen akımların kökenleri jeolojik yapıya bağlı olarak değişir. Eğer ortamda metalik cevher gibi elektrik iletkenliği yüksek bir malzeme varsa ve bu malzemenin bir kısmı yeraltısuyu seviyesinin üstünde kalıyorsa su içindeki bölüm ile su üstündeki bölüm arasında oluşan oksidasyon farkı, yer içinde doğal bir potansiyel farkın oluşmasına neden olur. Bu fiziksel durumdan hareketle sığ bir cevherin üst yüzü üzerinde negatif, alt ucunun yeryüzündeki yaklaşık izdüşümü üzerinde de pozitif potansiyel farklar ölçülür.
Doğal Potansiyel yönteminde ölçümler, bir doğrultu üzerinde eşit aralıkla yerleştirilen elektrot çifti arasındaki gerilim farkının ölçülmesi biçiminde yapılır. Her bir ölçüm sonunda elde edilen potansiyel fark değeri elektrot çiftinin ortasındaki noktaya atanır ve ölçüm işlemi, elektrot çifti doğrultu boyunca kaydırılarak tekrarlanır. Böylece elde edilen profil ölçümleri, birbirine paralel doğrultular boyunca alınan ölçümlerle alansal gösterimlere elverişli hale getirilebilir. Ölçülen potansiyel fark değerlerinin değerlendirilmesi ve üzerinde çalışılan yapıya dair ihtiyaç duyulan bilgilerin elde edilmesi veri işlem aşamalarıyla sağlanır. Olayın fiziksel ve matematiksel kökenine uygun olarak yapılan değerlendirmenin ardından cevherin yeri, uzanımı, yaklaşık derinliği ve yayılım alanı belirlenir.
Yeraltı zenginliğinin önemi
Bütün bu çalışmaların ardından, yeri belirlenen cevheri çıkarmak görevi “üretimcilere” yani maden mühendislerine düşüyor. Kapalı ya da açık işletme yoluyla yeryüzüne çıkarılan cevher, bu kez cevher hazırlama mühendislerinin elinde analiz edilip zenginleştiriliyor. Son olarak, metalürji ve malzeme mühendisleri tarafından endüstriyel kullanıma hazır hale getirilip üretimin hizmetine sunuluyor. Tüm bu sürecin her aşamasında çalışan mühendisler, mesleki etik, çevre koruma, sosyal sorumluluk gibi açılardan ödevlerini doğru yapmak için çabalıyorlar. Böyle uzun bir yoldan sonra hayatımızdaki yerini alan bakırın yolculuğu bilgisayarımızın kasasında bitmiyor tabii ki. Sosyal sorumluluk bu noktada devreye giriyor ve artık kullanmadığımız her şey gibi bunun da geri dönüşümü için elimizden geleni yapmamız gerekiyor. Yeraltı zenginliklerimizi, ülkemizin gelişme ve kalkınma çabasında en önemli unsurlardan biri olarak görmek ve araştırılmaları, işletilmeleri ve korunmaları konusunda üstümüze düşenleri yapmak büyük önem taşıyor.
İnsanoğlunu pençeleriyle savaşmaktan çıkarıp medeniyete taşıyan maden ve madencilik olgusu çeşitli sosyal, siyasal ve ticari sorunları çözüyor ya da büsbütün karıştırıyor; hatta kimi zaman sorunların kaynağı haline geliyor. Yine de yeraltı zenginliklerinin varlığı bir ülke için kalkınmanın en önemli gereklerinden biri sayılıyor. Kendi kömürüne, petrolüne, endüstriyel hammadde ve madenlerine sahip olan ülkeler aynı zamanda ekonomik bağımsızlıklarını da ellerinde tutuyor. Yeraltı zenginlikleri bakımından dünyanın pek çok yerine kıyasla cennet sayılabilecek ülkemizde de bu zenginliklerin belirlenmesi, işletilmesi ve değerlendirilmesi konusunda başta bilim insanları ve mühendisler olmak üzere her bir vatandaşımıza önemli görevler düşüyor.
