Ana sayfa Sorularla Bilim Dünyamızın şekli ve iç yapısı nasıldır?

Dünyamızın şekli ve iç yapısı nasıldır?

2547
PAYLAŞ

Uğur Erözkan

Şu günlerde en popüler bilimsel konularından biri yaşanabilecek yeni bir gezegen, bir Dünya 2.0 keşfetmek hakkında. Neredeyse her ay bilim insanlarının “dünyaya çok benzer bir gezegen” keşfettiğini okuyoruz haber sitelerinde. İsviçreli bilim insanlarının yaşlanmayı geciktiren formülü bulması gibi…

Dünyanın kaynaklarını hızla ve açgözlü bir şekilde tükettiğimiz günümüzde yeni dünya arayışlarının bilimsel araştırmalara, hatta bilimkurgu filmlere vs. ilham vermesi elbette beklenen bir durum. Peki tam olarak nasıl bir yer arıyoruz?

Bu sorunun yanıtı, üzerinde yaşadığımız gezegen hakkında bazı soruları da içeriyor. Dünyamızın oluşumu, şekli ve yapısı hakkında bazı sorularla başlayalım. Dünyamızın nasıl bir yapısı var? Haluk Eyidoğan, 50 Soruda Deprem adlı kitabında (1) bu soruları şöyle yanıtlıyor:

“Dünyamızın şekli ve iç yapısı nasıldır?”

“Jeolojik ve jeofizik araştırmaların önemli bir bölümü, dünyanın bugünkü fiziksel ve kimyasal yapısını belirlemeye ve elde edilen bulguları kullanarak dünyanın oluşum tarihini ve sürecini açıklamaya yönelik çalışmalardır. Yerçekimi (gravite), yer manyetiği, depremlerin ve nükleer patlatmaların ürettiği sismik dalgalar gibi bazı jeofizik araştırma araçları kullanılarak yerin fiziksel yapısı incelenmiş ve önemli bilgilere ulaşılmıştır. Gelişen ölçme ve değerlendirme teknikleri ile dünyamızın daha ayrıntılı fiziksel, yapısal ve mineral özelliklerinin araştırılması çalışmaları sürdürülmektedir.

“Yerkürenin yarıçapı ortalama 6371 km’dir. Yerküre, oluşumu sırasında ortaya çıkan alçaltı ve yükseltiler ve kendi ekseni etrafında dönerken yaptığı eksantrik (yalpalama) hareketleri nedeniyle ekvatorları şişkin, kutupları basık, pek düzgün olmayan bir görünüme sahiptir. Ekvator bölgesinde yarıçapı 43 km daha fazladır. En yüksek yeri denizden 8848 m yükseklikle Himalaya Dağ Serisi içerisindeki Everest Dağı, en derin yeri ise, okyanusta deniz düzeyinden 10.924 m derinlikle Mariana Çukuru’dur.

Şekil 1. Yerküre kesitinde yerin jeofiziksel özellikleri. Yerin dışını kaplayan kırılgan ve en soğuk olan yerkabuğu, yerin yarıçapının büyüklüğüne oranla çok incedir.(2) Litosfer için taşyuvar, astenosfer için enezyuvar sözcüklerinin de kullanılması önerilmektedir.

“Dünyamız yeryüzünden içe doğru yerkabuğu, manto ve çekirdek olarak adlandırılan üç ana katmandan oluşmuştur. (Şekil 1) Manto, üst ve alt manto olarak iki bölüme ayrılırken, çekirdek de dış ve iç çekirdek olarak alt katmanlara ayrılmaktadır.

“Yerkabuğu yer hacminin yüzde 1’ini, ağırlığının ise yüzde 2,5’unu oluşturur. Tüm manto ise yer hacminin yüzde 84’ünü, ağırlığının ise yüzde 67’sini kapsar. Çekirdek yer hacminin yüzde 15’ini oluştururken, tüm ağırlığın yüzde 32’sine sahiptir.(3)

“Yerin yüzeyini kaplayan ve sıcaklığı diğer alt katmanlara göre en düşük olan yerkabuğu, karalarda ortalama 25‑70 km kalınlıktayken, okyanusların altında daha ince olmakta ve kalınlığı 5‑8 km arasında değişmektedir. (Şekil 4) Kıtasal yerkabuğu üstten alta doğru tortul, granit ve bazalt tabakalardan oluşmaktadır. Okyanusal kabuk ise tortul ve bazalt tabakalardan oluşmuştur. Tüm bu kabuk tabakası, kendisi gibi katı olan ve daha çok manto kayaçlarının (magmatik kökenli kayaçların*) baskın olduğu katı nitelikli litosfer adlı bir katmanın üstüne yerleşmiştir. Yerkabuğunun litosfer içindeki sınırına Mohorovicic sınırı denir. Litosferin kalınlığı ortalama 70‑100 km arasındadır. Litosferin taban sınırında sıcaklık 1300 derece santigraddır.

“Litosferin altında ise üst mantonun daha yumuşak (akıcı) bölgesi olan ve astenosfer olarak adlandırılan bölüm yer alır. Astenosferin altında mezosfer olarak adlandırılan üst manto malzemesi olduğu önerilmiştir ve fiziksel ve mineral özellikleri çok iyi bilinmemektedir. Mezosferin litosferden daha kolay şekil değiştiren, ancak astenosferden daha az şekil değiştirilebilen bir yapıda olduğu düşünülmektedir.(4)

Şekil 2. Dünyamızın dış yüzeyinden derinliklere doğru kabuk, astenosfer ve üst manto katmanlarının yerleşimi.(2)

“Son yapılan bazı izotop analizleri, yerin oluşumunun Güneş Sistemi’nin oluşumundan sonra 30 milyon yıl içerisinde tamamlandığını göstermektedir. Bu bulgudan hareketle, yerin manto ve çekirdeğinin oluşumunun ortalama 10 milyon yıl sürdüğü anlaşılmaktadır.

“Yerkürenin kimyasal ve mineralojik yapısını oluşturan ana maddeler ana katmanlarına göre şöyledir:

“Kabuk: Yerkabuğu kimyasal ve mineralojik bakımdan iki ana kayaç grubu tarafından oluşturulur. Granit, kumtaşı ve kireçtaşı gibi alüminyumoksit ve silisyumoksitçe zengin kayaçlar birinci grubu, demiroksit ve magnezyumoksitçe zengin bazalt cinsinden kayaçlar da ikinci grubu oluşturur.(3) Karasal nitelikli yerkabuğu içinde her iki kayaç grubu da yer alırken, okyanusların altındaki kabukta ise yalnızca ikinci grup kayaçlar baskındır. Bu nedenle günümüz yerbilimlerinde yerkabuğu okyanusal ve kıtasal olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

“Manto: Alt ve üst mantonun önemli oranda demir, magnezyum, silikon ve oksijenden oluştuğuna inanılmakta, ancak kimyasal yapısı ayrıntılı olarak bilinmemektedir. Alt ve üst manto arasındaki sınırın geçişli olduğu anlaşılmıştır.

“Dış çekirdek: Yerin dış çekirdeğinin sıvı nitelikli olduğu belirtilmektedir.(5) Bu görüşü destekleyen gözlem sismik dalgalardan biri olan S dalgasının (makaslama dalgası) dış çekirdekten geçememesidir. Dış çekirdeğin yüzde 8‑20 arasında alaşımlı olduğu, erimiş demirden oluştuğu öne sürülmektedir.

“İç çekirdek: Yerin iç çekirdeği katı olup, bileşiminin yüzde 80‑85 oranında demir içerdiği belirtilmektedir. Bu bulgu deprem ve nükleer patlatma sonucu yer içinde ilerleyen sismik dalgalardan, meteoritlerdeki demir bileşiklerinden ve Güneş ve yıldızlardaki demir oranlarından elde edilmiştir.”

Dünyanın oluşumu, şekli ve iç yapısı hakkında güzel bir görselleştirme için Kurzgesagt’ın şu videosuna göz atabilirsiniz.

Haftaya yeni sorularla görüşmek üzere…

* Magmatik kayaçlar, manto malzemesi olan magmanın yeryüzünde ve yerin derinliklerinde katılaşması/kristallenmesi ile oluşan kayaçlardır.

Kaynaklar:
1) Eyidoğan, Haluk, 50 Soruda Deprem, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, İstanbul, 2012, ss.23-26.
2) Ketin, İ., 1988, Genel Jeoloji, Yer Bilimlerine Giriş, Cilt I, İTÜ Vakfı, Yayın No:22.
3) Smith, D. G., 1984, Cambridge Encyclopedia of Earth Science, Cambridge University Press, s. 496.
4) Cox, A., 2003, Plate Tectonics: How It Works, Blackwell Publishing Company, s. 392.
5) Bolt, M. H. P., 1982, The interior of the Earth: Its Structure, Constitution and Evolution, Second Edition, Edward Arnold, s. 403.
6) Video: Everything You Need to Know About Planet Earth, Kurzgesagt youtube kanalı, yayın tarihi: 4 Ağustos 2014.