Dünya Kaç Yaşında?

İnsan kültürleri binlerce yıl Yer’in yaşına kafa yordu. Modern bilimden önce tahmini hesaplar kanıtlara değil inançlara dayanmaktaydı. Ancak 17. yüzyılda Yer’in jeolojisine ilişkin artan bilgi, gezegenin yaşını belirleme araçlarını sağladı.

Kitabı Mukaddes Tahminleri

Musevi-Hristiyan dünyada Yer’in yaşıyla ilgili düşünceler Eski Ahit’teki tasvirlere dayanmaktaydı. Ama bu metinler yalnızca ana hatlarıyla yaratılış hikayesini sundukları için, özellikle Adem ile Havva’nın ortaya çıkışını izleyen karmaşık soy kronolojileri konusunda, çok fazla yoruma tabi tutuldular.

Bu Kitabı Mukaddes hesaplarının en ünlüsü, bütün İrlanda’nın Protestan Başpiskoposu James Ussher’ın hesabıdır. 1654’te Ussher, Yer’in yaratılış tarihini MÖ 23 Ekim 4004 Pazar gününden önceki gece olarak saptar. Bu tarih, birçok Kitabı Mukaddes’te Eski Ahit kronolojisinin bir parçası olarak yer alınca, Hristiyan kültürde fiilen kutsallaştı.

Bilimsel Bir Yaklaşım

MS 10. yüzyılda İran’da bilginler, Yer’in yaşı sorununu daha ampirik ele almaya başladılar. Deneysel bilimin bir öncüsü olan El-Biruni’nin akıl yürütmesine göre, kuru karada deniz fosilleri bulunuyorsa, kara bir zamanlar denizin altında olmuş olmalı. Yer, uzun zamandır evriliyor olmalıydı. İranlı başka bir bilgin, İbn-i Sina, kaya tabakalarının üst üste bindiğini öne sürdü.

1687’de Isaac Newton soruna bilimsel bir yaklaşım önerdi. Yer erimiş demirden oluştuysa, o kadar büyük bir cismin soğumasının yaklaşık 50.000 yıl aldığını savundu. Bu rakamı, “akkor halde açık havaya bırakılan 2,5 cm çapında demir bir küre” için ölçülen soğuma zamanını ölçeklendirilerek elde etti. Newton, Yer’in oluşumuna ilişkin önceki anlayışlara bilimsel bir meydan okumanın kapısını açmıştı.

Newton’ı izleyen Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, akkor halinde büyük bir demir topla deneyler yaptı ve Yer erimiş demirden oluştuysa, soğumasının 74.832 yıl alacağını gösterdi. Buffon, şahsen Yer’in çok daha yaşlı olması gerektiğini düşündü; çünkü deniz fosillerinin kalıntılarından tebeşir dağların oluşması için çok uzun zaman dilimlerine ihtiyaç vardı. Ama bu düşüncesini kanıtsız yayınlamak istemedi.

Kayaçların Sırrı

İskoçya’da, İskoç Aydınlanmasının önde gelen doğa filozoflarından biri olan James Hutton, Yer’in yaşı sorununa tamamen farklı bir yaklaşım benimsiyordu. Hutton jeolojik alan çalışmasının bir öncüsüydü ve 1785’te Edinburgh Kraliyet Derneğine savlarını kanıtlamak için alan çalışması kanıtlarını kullandı.

Hutton arazinin çıplaklaşma ve döküntülerinin denizde birikme süreçlerinin görünür sürekliliğinden etkilendi. Yine de bütün bu süreçler, beklenebileceği gibi, karasal yüzeyin kaybına yol açmadı. Olasılıkla, arkadaşı James Watt’ın yaptığı ünlü buhar motorunu düşünen Hutton, Yer’i, “bütün parçaları hareket eden maddi bir makine” olarak gördü; sürekli eski dünyanın kalıntılarından yeni bir dünya yeniden şekillenmekte ve yeniden dolaşıma girmekteydi.

Hutton, Yer-makine teorisini destekleyici kanıtları bulmadan formüle etti; ama 1787’de aradığı “uyumsuzlukları” – tortul kayaçların sürekliliğinde kopukluklar – buldu. Karaların çoğunun bir zamanlar deniz yatağı olduğunu; deniz tabanında tortu tabakaları oluştuğunu ve sıkıştığını gördü. Birçok yerde bu tabakalar yukarı doğru itilmişti, bu yüzden deniz seviyesinin üstündeydiler; çoğu kez çarpıktılar, bu yüzden yatay değildiler. Daha yaşlı katmanların kesik üst sınırlarından kayaç malzemenin, üstteki daha genç kayaçların tabanıyla birleştiğini fark etti.

Bu tür uyumsuzluklar Yer tarihinin birçok dönemi olduğunu göstermekteydi; bu sürede erozyon, taşınma ve kayaç döküntüsünün birikme ardışıklığı tekrarlanmış ve volkanik etkinlik kayaç tabakalarını hareket ettirmişti. Bugün bu, jeolojik döngü olarak biliniyor. Bu kanıttan yola çıkan Hutton, bütün kıtaların, aynı süreçlerle önceki kıtalardan kalan malzemeden oluştuğunu ve bu süreçlerin bugün hala işlediğini ilan etti. “Bu yüzden, şimdiki bu araştırmanın sonucu şudur: Bir başlangıç izi – bir son ihtimali – görmüyoruz” diye yazdı.

Hutton’un “derin zaman”la ilgili düşüncelerinin popülerleşmesinin nedeni, Hutton’un gözlemlerini resimli bir kitapta yayımlayan İskoç bilim insanı John Playfair ve Hutton’un düşüncelerini üniformitaryanizm denilen bir sisteme çeviren İngiliz jeolog Charles Lyell’di. Bu sisteme göre, doğa yasaları hep aynıydı ve bu nedenle, geçmişin ipuçları şimdiki zamanda yatar. Ne var ki, Hutton’un gezegenin eskiliğiyle ilgili içgörüleri jeologlara doğru gibi geldiği halde, gezegenin tam olarak kaç yaşında olduğunu belirlemenin doyurucu bir yöntemi hala yoktu.

Deneysel Bir Yaklaşım

18. yüzyılın sonundan itibaren bilim insanları, Yer kabuğunun ardışık tortul katmanlardan oluştuğunu kabul etmekteydi. Bu katmanların jeolojik haritalarının çıkarılması, çok kalın olduklarını ve birçoğunun, birikme ortamlarında yaşamış organizmaların fosil kalıntılarını içerdiğini açığa çıkardı. 1850’lere gelindiğinde, jeolojik katman sütunu (stratigrafik sütun olarak de bilinir), sekiz tane adlandırılmış katman ve fosil sistemine az çok bölünmüştü; bu sistemlerin her biri, bir jeolojik zaman dilimini temsil etmekteydi.

Jeologlar, 25-112 km kalınlığında olduğu hesaplanan katmanların toplam kalınlığından etkilendiler. Bu tür katmanları oluşturan kayaç malzemenin aşınma ve birikme süreçlerinin çok yavaş olduğunu – 100 yılda birkaç santimetre olduğu hesaplandı – gözlemlemişlerdi.

1858’de Charles Darwin, Güney İngiltere’de Kretase-Tersiyer yok oluşu dönemi kayaçlarının erozyonu kesmesinin 300 milyon yıl aldığını hesaplayınca, tartışmaya biraz hesapsız bir dalış yaptı. 1860’ta Oxford Üniversitesinde jeolog olan John Phillips, Yer’in yaklaşık 96 milyon yaşında olduğunu hesapladı.

Ama 1862’de, önde gelen İskoç fizikçi William Thomson (Lord Kelvin), bu tür jeolojik hesaplamalara bilimsel değil diye burun kıvırdı. Kelvin katı bir ampiristti ve Güneş’in yaşıyla sınırlı olduğunu düşündüğü Yer’in doğru yaşını belirlemek için fiziği kullanabileceğini öne sürdü. Yer’in kayaçlarına, erime noktalarına ve iletkenliklerine ilişkin bilgi, Buffon’un zamanından bu yana epeyce gelişmişti. Kelvin Yer’in başlangıç sıcaklığını 3900°C olarak aldı ve yüzeyden aşağı doğru gittikçe sıcaklığın arttığına – her 15 metrede yaklaşık 0,5°C – ilişkin gözlemi kullandı. Buradan Kelvin, Yer’in soğuyup şimdiki durumuna gelmesinin 98 milyon yıl aldığını hesapladı; daha sonra bunu 40 milyon yıla indirdi.

Radyoaktif Bir Saat

Kelvin o kadar itibarlıydı ki, ölçümü pek çok bilim insanı tarafından kabul edildi. Ama jeologlar 40 milyon yılın, gözlemlenen jeolojik süreçler, biriken çökeller ve tarih için yeterince uzun olmadığını hissettiler. Ama Kelvin’e karşı koyacak bilimsel bir yöntemleri yoktu.

1890’larda Yer’in bazı minerallerinde ve kayaçlarında doğal olarak oluşan radyoaktif elementlerin keşfi, Kelvin ile jeologlar arasındaki kilitlenmeyi çözecek anahtarı sağladı; çünkü atomların bozunma hızı güvenilir bir zaman ölçerdir. 1903’te Ernest Rutherford radyoaktif bozunum hızını kestirdi ve radyoaktivitenin, onu içeren mineralleri ve kayaçları tarihlemek için bir “saat” olarak kullanılabileceğini öne sürdü.

1905’te Rutherford; Connecticut’ta, Glastonbury’de bir mineralin ilk radyometrik oluşum tarihlerini elde etti: 497-500 milyon yıl. Bunların minimum tarihler olduğu uyarısında bulundu. 1907’de Amerikalı radyokimyacı Bertram Boltwood, Rutherford’un tekniğini geliştirip, bilinen bir jeolojik bağlamı olan kayaçlarda minerallerin ilk radyometrik tarihlerini çıkardı. Bunların arasında, Sri Lanka’dan 2,2 milyar yaşında bir kayaç da vardı. 1946’ya gelindiğinde İngiliz jeolog Arthur Holmes, Grönland’da kurşun içeren kayaçlarda izotop ölçümleri yapmış ve 3,015 milyar yıllık bir yaş elde etmişti. Bu, Yer’in ilk güvenilir minimum yaşlarından biriydi. Sonra Holmes, kurşunun türediği uranyumun yaşını hesaplamaya geçti ve 4,46 milyar yıllık bir tarih elde etti; ama bunun, Yer’in oluştuğu gaz bulutunun yaşı olması gerektiğini düşündü.

Nihayet 1953’te Amerikalı jeokimyacı Clair Cameron Patterson Yer’in oluşumu için, ilk genel kabul gören 4,55 milyar yıllık radyometrik yaşı elde etti. Yer’in başlangıcından kalan bilinen bir mineral ya da kayaç yoktur; ama birçok göktaşının, Güneş Sistemindeki benzer olaylardan kaynaklandığı düşünülür. Patterson, Canyon Diablo göktaşındaki kurşunlu minerallerin radyometrik tarihini 4,51 milyar yıl olarak hesapladı. Yer’in kabuğundaki granit ve bazalt kor kayaçların 4,56 milyar yıllık radyometrik yaşıyla karşılaştırarak, tarih benzerliğinin Yer’in oluşma yaşının işareti olduğu sonucuna vardı. 1956’ya gelindiğinde, 4,55 milyar yıllık tarihin doğruluğuna güvenini arttıran başka ölçümler de yapmıştı. Bugün bilim insanlarının kabul ettiği rakam budur.

James Hutton Kimdir?

1726’da Edinburgh’ta saygın bir tüccarın oğlu olarak doğan James Hutton, Edinburgh Üniversitesinde insan bilimleri okudu. Kimya ve ardından tıbba merak sardı; ama doktorluk yapmadı. Onun yerine, İngiltere’de East Anglia’da kullanılan yeni tarım tekniklerini inceledi; çıkarılan toprak ve kayaçlar, jeolojiye ilgi duymasına yol açtı. Bu onu, İngiltere’de ve İskoçya’da alan deneyleri yapmaya götürdü.

1768’de Edinburgh’a dönen Hutton, mühendis James Watt ve ahlak felsefecisi Adam Smith’in de aralarında bulunduğu İskoç Aydınlanmasının önemli şahsiyetleriyle tanıştı. Sonraki 20 yıl boyunca Hutton, Yer’in yaşına ilişkin ünlü teorisini geliştirdi ve arkadaşlarıyla tartıştıktan sonra 1788’de uzun bir özet ve 1795’te çok daha uzun bir kitap olarak yayımladı. 1797’de öldü.

Önemli Eserleri:

1795 – Theory of the Earth with Proofs and Illustrations (Yer Kuramı, kanıtlar ve çizimler ile)

Dünyanın Yaşı Hakkında Tarihsel Gelişmeler

10. yüzyıl – El-Biruni fosil kanıtları kullanarak karanın bir zamanlar denizin altında olması gerektiğini savunur.

1687 – Isaac Newton; Yer’in yaşının bilimsel olarak hesaplanabilir olduğunu savunur.

1779 – Comte de Buffon’un deneyleri, Yer’in yaşını 74.832 yıl olarak gösterir.

1860 – John Phillips; Yer’in yaşının 96 milyon yıl olduğunu hesaplar.

1862 – Lord Kelvin; Yer’in soğumasının 20-400 milyon yıl aldığını hesaplar, daha sonra 20-40 milyonda karar kılar.

1905 – Ernest Rutherford; radyoaktiviteyi kullanarak bir minerali tarihler.

1953 – Clair Patterson; Yer’in yaşını 4,55 milyar yıl olarak saptar.