Milyar Yıla Yayılan Kayıp Katman: Dünya’nın Kayalarında Neye İhtiyaç Vardı, Bilim İnsanları Son Cevabı Buldu

4 min okuma

Bilim insanları nihayet Earth’ın ‘Büyük Uyumsuzluğu’ gizemini çözdü

‘Büyük Uyumsuzluğu’, 1870’lerdeki keşfinden beri bilim insanlarını uğraştırıyor

Stocktrek Images/Getty Images

Tarihin bir kitabını açtığınızı ve birkaç bölümün koparıldığını hayal edin. İşte jeologlar, 1870’lerde Dünya’nın geçmişine dair kayalık kayıtları incelerken birkaç kıtada tam da bunu keşfettiler.

Buna ‘Büyük Uyumsuzluğu’ adını verdiler. Kayalık katmanlar genellikle en eskiden en yengeye doğru düzenli bir sırayla üst üste dizilirken, dünya genelinde birçok yerde yüz milyonlarca yılı kapsayan bir boşluk bulunuyor.

150 yıl boyunca, o koparılan bölümleri s silen şeyin ne olduğu kimse tarafından bilinmiyordu. Nature‘de yayımlanan yeni araştırmayla nihayet bir açıklama sunuyoruz: Dünya’nın derinlerinde işleyen süreçler bazı kıtaları deniz seviyesinin çok üzerine kaldırdı ve bu kıtaların yüzeyleri, devasa buz kütlelerinin sürüklenmesiyle oluşan aşındırıcı hareketle aşındırıldı.

Büyük Uyumsuzluğu

Kayalık katmanlar genellikle kronolojik bir sırayla dizilir; en altta en eski, en üstte en genç katmanlar yer alır.

Oysa Kuzey Amerika’daki Büyük Kanyon gibi bazı yerlerde, birbirinden yüz milyonlarca yıl uzak, iki farklı yaşa ait katmanlara dokunabilirsiniz. Yaklaşık 540 milyon yaşında ya daha genç olan düz bir tortul kayalık katmanı, doğrudan iki milyar yıla kadar yaşta bir kristalin “esas temel” (basement) katmanın üzerinde oturur.

Ara dönemde, Dünya’nın tarihinin önemli bir bölümü (çeyreğine kadar) basitçe kaybolmuştur.

Bu dönemde önemli olaylar gerçekleşmiştir. Büyük Uyumsuzluğu’nun genç tarafındaki tortul katmanlar, Dünya üzerindeki yaşam formlarında yaşanan büyük çeşitlenmeyle aynı döneme ait. Söz konusu, yaklaşık 540 milyon yıl önce başlayan o meşhur Kambriyen patlamasıdır.

Bilim insanları, Büyük Uyumsuzluğu döneminde tüm kıtaların aşındırılmış olabileceğini öne sürmüştür; bu durum deniz suyunun kimyasal dengesini değiştirmiş ve hayati yaşamın patlama yapmasına zemin hazırlamış olabilir.

Kopan kayanın gizemi

Jeologlar, Büyük Uyumsuzluğu Kuzey Amerika’nın tamamında ve Kuzey Çin’in bazı bölgelerinde, ayrıca Kuzey Avrupa’da daha genç kayaların altında kanıtlayarak buldular. Yine de kaynağı bir gizem olmaya devam etti.

Bazı bilim insanları bunun, 720 milyon yıl öncesinden 635 milyon yıl öncesine kadar süren Buz Toprağı (Snowball Earth) döneminde devasa buzulların aşındırması sonucu oluştuğunu öne sürdü. Başkaları ise kara parçalarının yeniden düzenlenmesini, dağ oluşum süreçlerini, yerin içindeki ısı kaynaklı hareketi, volkanik faaliyeti veya küresel deniz seviyesi değişimini işaret etti.

Bu hipotezleri test etmek zor oldu, çünkü birincil kanıt eksik kayalardan oluşuyor. Bu nedenle, açıkları doldurmak için zaten bildiklerimizden yola çıkmamız gerekiyor.

Sıcak kayalar kıtaları nasıl hareket ettirir

Büyük Uyumsuzluğun oluşumunun, Yer’in manto denilen sıcak kayaların hareketinden etkilenmiş olabileceğine dair bir teoriye sahiptik. Manto, 2.900 kilometre kalınlığında, sıcak katı kayalardan oluşan ve onlarca ya da yüz milyonlarca yıl boyunca yavaşça hareket eden bir katman. Sıcak manto derinlerden yukarı yükselir ve soğuk manto dibe çöker, üzerindeki yüzeyi iter ve çeker.

Bu büyük ve yavaş hareket, yüzeyi yüzlerce metre yukarı veya aşağı kaldırabilir. Kıtalar mantonun üzerinde oturur ve onun hareketiyle yukarı aşağı itilir.

Kıtaların son milyar yılda manto hareketinin etkisini modellemek için Avustralya süperbilgisayarı Gadi’yi kullandık.

Sonuçlarımız, manto konveksiyonunun antik kara parçaları Laurentia (günümüzde Kuzey Amerika’nın büyük bir kısmını oluşturan), Baltica (Kuzey Avrupa’nın bazı bölgeleri) ve Kuzey Çin’i yaklaşık milyar yıl öncesinden 540 milyon yıl öncesine kadar yukarı kaldırdığını tutarlı bir şekilde gösterdi. Son 540 milyon yılda ise aşağı doğru çekildiler.

Bu yukarı-aşağı hareket, Büyük Uyumsuzluğun oluşumu ve korunması için ideal bir senaryodur. Bu kara parçaları yukarı kaldırıldığında, kristalin alt tabakanın yüzeyde olduğunu görürüz – üzerindeki tortu tabakaları ise aşındırılarak yok edilir. Ardından parçalar dibe çöktüğünde, yeni tortu tabakaları oluşmaya başlar ve bunlar günümüze kadar kayalarda korunur.

Buzullar tarafından temizlenen kaldırılmış kıtalar

Önemlisi, modellerimizin öngördüğü yükselme, Snowball Earth (Küres buzul) dönemiyle örtüşüyordu. Bu dönemde, devasa buz tabakaları milyonlarca yıl boyunca kıtaların yüzeyini oyardı.

Buzullar ve buz tabakaları, nehirlere kıyasla, yokuşları dahil olmak üzere, kıtaları aşındırmada daha verimlidir. Buz tabakaları, yükselmiş olan kıtalar üzerinde yavaşça yokuş aşağı kayarak, önlerindeki her şeyi aşındırırdı.

Laurentia, Baltica ve Kuzey Çin’in aksine, Avustralya ve Güney Amerika’nın 900 milyon yıl öncesinden itibaren yalnızca iki yükselme ve çökme döngüsü geçirdiğini bulduk. Bu senaryo, Büyük Uyumsuzluğun oluşumu ve korunması için uygun değildir – ve gerçekten de bu kıtalarda bu konuda az kanıt görüyoruz.

Araştırmamız, Dünya’nın jeolojik arşivindeki eksik sayfaların, tüm kıtaları yavaşça yükseltip sonra yüz milyonlarca yıl boyunca yavaşça çökerten, yavaş manto konveksiyonundan kaynaklanıyor olabileceğini öne sürüyor.

Bu açıdan, Büyük Uyumsuzluk, derin Dünya süreçlerinin parmak izidir. Ayaklarımızın çok altında kalan kuvvetler, jeolojik kayıta gezegen ölçeğinde izler bırakmış ve karmaşık hayatın ilk evrimleştiği ortamı şekillendirmiştir.

Bu makale ilk olarak The Conversation’da yayımlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.

Scientific American Baş Editörü