Dünyanın çekirdeği düzensiz bir şekilde büyüyor
Bilim insanları gezegenimizin iç çekirdeğinin bir tarafının diğerinden daha fazla büyüdüğünü keşfetti. Peki Dünya neden devrilmiyor? Bu sorunun cevabı yer çekiminde gizli. Katı iç çekirdek düzensiz büyümesine rağmen, yerçekimi kuvveti onu eşit olarak dağıtmak için çalışır.
İç çekirdek, Dünya’yı birçok zararlı radyasyon türünden koruyor. Gezegenin yaşamını sürdürmesinde büyük bir öneme sahip olan bu yapı, yoğunluk ve ağırlık bakımından en ağır elementlerin bulunduğu bölümdür. Ancak bilim insanları çekirdeğin düzensiz bir şekilde büyüdüğünü keşfetti.
5.000 kilometre altımızda, Dünya’nın katı metal iç çekirdeği 1936 yılına kadar keşfedilmemişti. Neredeyse bir asır sonra, hala onun ne zaman ve nasıl oluştuğuna dair temel soruları yanıtlamakta zorlanıyoruz.
Bunlar çözülmesi kolay bulmacalar değil elbette. Bu doğrudan iç çekirdek ile ilgili bir konu değildir ve bu birçok disiplinin birlikteliği söz konusudur. Bu disiplinleri birleştiren bilim insanları, ayaklarımızın kilometrelerce altında neler olduğuna dair önemli bir ipucu verdi. Yapılan yeni bir araştırmanın sonuçları Dünya’nın iç çekirdeğinin ne kadar eski sorusuna yardımcı olmakla birlikte, diğer taraftan iç çekirdeğin bir tarafının diğer taraftan nasıl daha hızlı büyüdüğünü ortaya koyuyor.
Dünya’nın çekirdeği, gezegenimizin 4,5 milyar yıllık tarihinde, ilk 200 milyon yıl içinde çok erken bir dönemde oluşmuştur. Yerçekimi, daha ağır demirleri genç gezegenin merkezine çekerek, manto ve kabuğu oluşturmak için kayalık, silikat minerallerini bıraktı.
Dünya’nın oluşumu esnasında gezegen içinde çok fazla ısı oluştu. Bu ısının kaybı ve devam eden radyoaktif bozunma ile ısınma, o zamandan beri gezegenimizin evrimini yönlendirdi. Dünya’nın iç kısmındaki ısı kaybı, Dünya’nın manyetik alanını oluşturan sıvı demir dış çekirdekteki güçlü akışı yönlendirir. Bu arada, Dünya’nın derin iç kısmında soğutma, gezegenimizin yüzeyini şekillendiren güç levhası tektoniğine yardımcı olur.
Dünya zamanla soğudukça, gezegenin merkezindeki sıcaklık sonunda aşırı basınçlarda demirin erime noktasının altına düştü ve iç çekirdek kristalleşmeye başladı. Bugün, iç çekirdek her yıl yaklaşık 1 mm yarıçapında büyümeye devam ediyor, bu da her saniye 8.000 ton erimiş demirin katılaşmasına eşit. Milyarlarca yıl içinde bu soğutma, tüm çekirdeğin katılaşmasına yol açacak ve Dünya’yı koruyucu manyetik alanı olmadan bırakacaktır.
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 çekirdekte 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’in altında yer alıyor.
Yeni çalışma, jeodinamik modelleme ve demir alaşımlarının yüksek basınçta nasıl davrandığına dair tahminlerle birleştirilmiş yeni sismik gözlemler kullanarak bu gizemi araştırdı. Çalışma kapsamında bilim insanları Endonezya’nın Banda Denizi’nin altında bulunan doğu iç çekirdeğinin Brezilya’nın altındaki batı yakasından daha hızlı büyüdüğünü buldular.
Bu eşit olmayan büyümeyi, sadece bir tarafı çalışan bir dondurucuda dondurma yapmaya çalışmak gibi düşünün. Buz kristalleri, dondurmanın sadece soğutmanın etkili olduğu tarafında oluşur. Dünya’daki düzensiz büyüme, gezegenin geri kalanının iç çekirdeğin bazı kısımlarının 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 yerçekimi kuvvetlerine tabidir. Bu, gezegenimizin iç çekirdeğindeki sismik dalga hızlarında eşit olmayan büyüme kaydedilmesine rağmen, Dünya’nın devrilme tehlikesi olmadığı anlamına gelir.
Peki bu yaklaşım, iç çekirdeğin kaç yaşında olabileceğini 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.
Düzensiz iç çekirdeğimiz Dünya’yı olağandışı mı yapıyor?
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 bildirmektedir. Hangi sayı doğru çıkarsa çıksın, iç çekirdeğin göreceli bir 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 gezegen gövdesinin birbirinden bir şekilde farklı olan iki yarısı olduğu ortaya çıktı. Örneğin Mars’ın kuzey yarısının yüzeyinin güney yarısına kıyasla daha dağlıktır. Ay’ın yakın tarafının kabuğu uzak tarafıyla kimyasal olarak farklıdır.
Tüm bu asimetrilerin nedenleri değişse de Dünya, orantısız gök cisimlerinden oluşan bir güneş sisteminde hafif asimetrik bir gezegen olarak yer alıyor.