5,000 kilometreden fazla altımızda; 1936’ya kadar keşfedilemeyen, Dünya ’nın katı metal iç çekirdeği bulunuyor. Neredeyse bir asır sonra hala ne zaman ve nasıl oluştuğuna dair temel soruları yanıtlamakta zorlanıyoruz.
Bunlar çözülmesi kolay sorular değil. İç çekirdeği doğrudan örnekleyemeyiz, bu nedenle gizemlerini çözmenin anahtarı; onu sismik dalgalarla dolaylı olarak örnekleyen sismologlar, dinamiklerinin modellerini oluşturan jeodinamikçiler ve yüksek basınç ve sıcaklıklarda demir alaşımlarının davranışını inceleyen mineral fizikçileri arasındaki iş birliğinde yatar.
Bu disiplinleri birleştiren bilim insanları, ayaklarımızın kilometrelerce altında neler olup bittiğine dair önemli bir ipucu verdiler. Yeni bir çalışmada, Dünya’nın iç çekirdeğinin bir tarafta nasıl diğerinden daha hızlı büyüdüğünü ortaya koyuyorlar; bu da iç çekirdeğin kaç yaşında olduğunu ve Dünya’nın manyetik alanının ilgi çekici tarihini açıklamaya yardımcı olabilir.
ÖNCEKİ DÜNYA
Dünya’nın çekirdeği; gezegenimizin 4,5 milyar yıllık tarihinde, ilk 200 milyon yıl içinde çok erken bir dönemde oluşmuştur. Yerçekimi; yoğun demiri genç gezegenin merkezine çekerek, katı silikat minerallerini bırakarak; manto ve kabuğu oluşturdu.
Dünya’nın oluşumu gezegenin çok fazla ısınmasına sebep oldu. Bu ısının kaybı ve o zamandan beri devam eden radyoaktif bozunma ile ısınma, o zamandan beri gezegenimizin evrimini yönlendirdi. Dünya’nın iç kısmındaki ısı kaybı, Dünya’nın manyetik alanını yaratan sıvı demir dış çekirdekteki güçlü akışı yönlendirir. Bu arada, Dünya’nın iç kısmındaki soğutma, gezegenimizin yüzeyini şekillendiren güç levhası tektoniğine yardımcı olur.
Dünya zamanla soğudukça, gezegenin merkezindeki sıcaklık sonunda aşırı basınçta demirin erime noktasının altına düştü ve iç çekirdek kristalleşmeye başladı. Bugün, iç çekirdek her yıl yaklaşık lmm yarıçapında büyümeye devam ediyor, bu da her saniye 8.000 ton erimiş demirin katılaşmasına eşit. Milyarlarca yıl içinde, bu soğutma sonunda tüm çekirdeğin katılaşmasına yol açacak ve Dünya’yı koruyucu manyetik alanı olmadan bırakacaktır.
ÇEKİRDEK MESELESİ
Bu katılaşmanın homojen bir katı küre oluşturduğu varsayılabilir, ancak durum böyle değil. 1990’larda bilim insanları, iç çekirdekten geçen sismik dalgaların hızının beklenmedik bir şekilde değiştiğini fark ettiler. Bu, iç çekirdeğe asimetrik bir şeyler olduğunu gösteriyordu.
Spesifik olarak, iç çekirdeğin doğu ve batı yarısı farklı sismik dalga hızı değişimleri gösterdi. İç çekirdeğin doğu kısmı Asya, Hint Okyanusu ve Batı Pasifik Okyanusu’nun altında; batı ise Amerika, Atlantik Okyanusu ve Doğu Pasifik Okyanusu’nun altında yer alıyor.
Yeni çalışma, jeodinamik modelleme ve demir alaşımlarının yüksek basınçta nasıl davrandığına dair tahminlerle birleştirilmiş yeni sismik gözlemler kullanarak bu gizemi araştırdı. Endonezya’nın Banda Denizi’nin altında bulunan doğu iç çekirdeğinin Brezilya’nın altındaki batı yakasında daha hızlı büyüdüğünü buldular.
Bu düzensiz büyümeyi, sadece bir tarafı çalışan bir dondurucuda dondurma yapmak gibi düşünebilirsiniz: Buz kristalleri, dondurmanın sadece soğutmanın etkili olduğu tarafında oluşur. Dünya’da düzensiz büyüme, gezegenin geri kalanının iç çekirdeğinin bazı kısımlarından diğerlerinden daha hızlı ısı emmesinden kaynaklanır.
Ancak dondurmadan farklı olarak, katı iç çekirdek, iç çekirdeğin küresel şeklini koruyan sürünen bir iç akış süreci boyunca yeni büyümeyi eşit olarak dağıtan kuvvetlerine tabidir. Bu, gezegenimizin iç çekirdeğindeki sismik dalga hızlarında bu eşit olmayan büyüme kaydedilmesine rağmen, Dünya’nın devrilme tehlikesi olmadığı anlamına gelir.
ÇEKİRDEĞİ TARİHLENDİRME
Peki bu yaklaşım iç çekirdeğin kaç yaşında olduğunu anlamamıza yardımcı oluyor mu? Araştırmacılar sismik gözlemlerini akış modelleriyle eşleştirdiklerinde, çok daha önce oluşan tüm çekirdeğin merkezindeki iç çekirdeğin büyük olasılıkla 500 milyon ila 1.500 milyon yıl arasında olduğunu buldular.
Çalışma, bu yaş aralığının daha genç ucunun daha iyi bir eşleşme olduğunu, ancak daha eski ucun Dünya’nın manyetik alanının gücündeki değişiklikleri ölçerek yapılan bir tahminle eşleştiğini bildiriyor. Hangi sayı doğru çıkarsa çıksın iç çekirdeğin göreceli bir şekilde genç olduğu, Dünya’nın dokuzda biri ile üçte biri arasında bir yaşta olduğu açıktır.
Bu yeni çalışma, iç çekirdeğin güçlü ve yeni bir modelini sunuyor. Ancak, bunun doğru olması için yazarların yaptığı bazı fiziksel varsayımların doğru olması gerekir. Örneğin, model yalnızca iç çekirdek hakkında bir miktar belirsizliğin olduğu belirli bir kristalin demir fazından oluşuyorsa çalışır.
Ve düzensiz iç çekirdeğimiz Dünya’yı olağandışı mı yapıyor? Birçok gezegenler gövdesinin birbirinden bir şekilde farklı olan iki yarısı olduğu ortaya çıktı. Mars’ta, kuzey yarısının yüzeyi daha alçak; güney yarısı ise daha dağlıktır. Ay’ın yakın taraftaki kabuğu, kimyasal olarak uzak taraftakinden farklıdır. Merkür ve Jüpiter’de pürüzlü olan yüzey değil, kuzey ve güney arasında ayna görüntüsü oluşturmayan manyetik alandır.
Bu nedenle; tüm bu asimetrilerin nedenleri değişse de Dünya, orantısız gök cisimlerinden oluşan bir güneş sistemindeki hafif asimetrik bir gezegen olarak iyi bir şirket gibi görünüyor.
Zeynep Ermiş
