Ana sayfa 121. Sayı Dünya’nın en eski parçası, Avustralya’da bir kristal

Dünya’nın en eski parçası, Avustralya’da bir kristal

680
PAYLAŞ
400 μm'lik zirkonun Katot lüminesansı görüntüsü ve atom sondası tomografisi yöntemiyle elde edilmiş 10 μm'lik radyojenik kurşun atomları kümesinin üç boyutlu haritası.

Çeviren: Aynur İlyasoğlu

Şu tavsiyeyi hiç duydunuz mu: Çözmesi imkânsız görünen büyük bir problemin üstesinden gelmek için, onu daha küçük parçalara ayırın. Biliminsanları bu tavsiyeye uyarak jeolojinin en büyük tartışmasını alıp atomik düzeye küçülttüler.

Avustralya’da bulunan küçücük bir zirkon kristalindeki kurşun atomlarını görüntüleyen araştırmacılar, kristalin dünya üzerinde şimdiye dek bulunmuş en eski taş parçası olduğunu onayladılar. Araştırmaya göre, kristal artı ya da eksi 6 milyon yıl oynamayla 4,375 milyar yaşında.

Çalışmanın başyazarı, Wisconsin Üniversitesi’nden jeokimyacı John Valley, zirkonların içindeki kimyasal kayıtların güvenilirliğini kanıtladıklarını söylüyor. Bulgular 23 Şubat’ta Nature Geoscience dergisinde yayımlandı.

Zirkonun yaşının onaylanması erken Dünya’nın modellenmesi bakımından çok önemli sonuçlar içeriyor. Avustralya’nın Jack Hill bölgesinde bulunan en eski zirkonun içerdiği elementler, onun su bakımından zengin, granodiyalit ya da tonalite gibi granit benzeri kayalardan geldiğine işaret ediyor. Bu ise Dünya’nın “ay etkisi”nden (Dünya- ay sistemini biçimlendiren kütlesel çarpışma) sadece 100 milyon yıl sonra hızlıca soğuduğunu gösteriyor. Valley’e göre zirkon, erken dönemlerde Dünya’nın bugünküne hiç benzemediğini, o zamankinin yaşanması zor bir yer olduğunu kanıtlıyor.

Muğlak tarih

Zirkonlar, gezegenimizdeki en sert minerallerden biri. Antik Avustralya kristali, Dünya biçimlendikten sadece 165 milyon yıl sonrasına tarihleniyor ve yerkabuğunun derinlerinde gömülü olmasına, yer altı sularına, ısıya, basınca ve yüzeydeki tektonik hareketlere rağmen varlığını sürdürebiliyor.

Jack Hill’den elde edilen Avustralya zirkonları, Dünya’daki en eski kaya parçaları değiller (onlar, Kanada’da). Yaklaşık üç milyar yıl önce mineraller, Dünya’nın ilk kıtasal kabuğundan aşınarak ayrıldı ve nehir yataklarının parçası oldular. Zirkonlar da bu yolculuğun izlerini taşıyor.

Araştırmada jeologlar, 3 ila 4,4 milyar yıl öncesine tarihlenen 100.000 mikroskobik zirkonu dikkatli bir biçimde ayırdılar. Dünya’nın 4,54 milyar yıl yaşında olduğu düşünülürse, zirkonların Dünya’nın oldukça erken bir dönemine tanıklık ettiği söylenebilir. Kristaller, gaz baloncukları gibi mikroskobik kalıntılar da içeriyordu. Bu, ilk kıtaların biçimlendiği ve yaşamın başladığı dönemlerde hüküm süren Dünya koşullarına açılan eşsiz bir pencere. Bulunan zirkonlardan yalnızca üç tanesinin 4,4 milyar yıl öncesinden kaldığını, diğerlerinin daha yeni olduğunu da belirtmek gerekir.

Olası radyasyon hasarını düşününce, zirkonların oldukça büyük yaşları, onların hangi tarihten kalma oldukları konusunda şüpheleri artırıyor; çünkü radyasyon hasarı, zirkonların uzun hayatları boyunca bozunduğu anlamına gelebilir.

Zirkonlar, yok denecek kadar az sayıda iki doğal uranyum izotopu barındırırlar. (izotoplar, aynı elementin atomları olmalarına rağmen birbirlerinden farklı nötron sayısına sahiplerdir.) Uranyum değişmeyen bir hızla kurşuna bozunur. Biliminsanları kristalleri kurşun izotoplarını sayarak tarihlendirirler. Fakat uranyum kurşun atomlarını defederse, radyoaktif bozunma alfa parçacıkları meydana getirir ki bu kristali bozarak kusurlar yaratır. Bu kusurların varlığı, akışkanlar ya da dış elemanların kristale sızmasına neden olabildiğinden, Dünya’nın erken dönemi hakkında zirkonlar üzerinden yapılan çalışmaların sonuçları şüphelidir.

Fakat Valley ve ekibi zirkonların içindeki kurşun atomlarının hareketlerini göz önüne alarak bir yaş tespit yöntemi ortaya attılar. Araştırmacılara göre, bu konuda anahtar bulgu şu: Kurşun atomlarının, tarihöncesi çağlara ait bu zirkonların içindeki yuvalarına sıkı sıkıya tutunmaları, uranyum-kurşun bazlı yaş tahminlerinin doğru olduğunu gösteriyor.

Araştırmanın önemi yalnızca zirkonların yaş tespitine ilişkin geliştirilen yeni yaklaşımda değil; aynı zaman da araştırma, Dünya’nın evrimi konusunda da ipuçları veriyor. NASA yazarlarından Rebecca Lindsey, bu konuda şunları belirtiyor:

“Kristaller, Dünya’nın tarihinin ilk 500 milyon yılına ilişkin şimdiye dek söylenenlerle çelişiyor. Hadean Dönemi olarak adlandırılan bu sürede Dünya, sonu gelmeyen volkanik patlamaların ve meteor bombardımanlarının, küresel bir magma-okyanusu beslediği ve bu okyanusun yüzeyde sürekli kaynadığı kaos dolu bir yerdi.

Fakat Jack Hills kristallerinin kimyasal yapısı, onların sıvı su ve hatta okyanusun bulunduğu bir dönemde biçimlendiğini gösteriyor. Bu kristaller, biliminsanlarının düşündeklerinden çok daha erken dönemlerde bile Dünya’nın soğuk ve nemli olduğuna kanıt sunuyor. Dolayısıyla daha yumuşak bir Hadean Dönemi, yaşamın başlangıcına biliminsanlarının düşündüğünden daha erken izin vermiş olabilir.”