MAKALE

Yayın Tarihi: 5 Ağu 2013 | Ömer Kamacı

1

KADER AYIRDI BİZİ: LEVHA TEKTONİĞİ VE EVRİM

“Douala, Kamerun… Bugün de ilikleri donduran bir soğuk var. Değişen bir şey yok, dağlarda beyazdan başka bir renk görmek mümkün değil. Kamaşan gözlerimizi daha düşük kotlarda yeşile adapte etmekle uğraşıyoruz. Bugün de bitki örtüsünün yarattığı problemlerle uğraşmak zorunda kalıyoruz. Jeolojik açıdan oldukça durağan bir alan burası. 13 gündür aynı şeyleri görüyoruz: Eski dünyanın kayaları. Anlatacak yeni bir şey yok yani, sıkıcı. Yarın 20 km batıdaki Natal’a geçmeyi planlıyoruz, Brezilya’ya(!)”…

Evet evet, hayali hikaye aşağı yukarı böyle olurdu; hahaha! Ne kadar tuhaf, inanılması güç ama gerçeğin ta kendisi bu! Bunu yazmalıyım. Milyar yıllık yaşlara sahip eski dünya kayaları neredeyse tüm Güney Afrika’da görülüyor. Tuhaf olanı ise aynı kayaların Brezilya boyunca da görülmesi! Aynı durum Kuzey Amerika ve Kuzey Avrupa’nın bir kısmı için de geçerli. Bu önemli bir veri ama yeterli mi? İnsanları buna inandırmak kolay olmayacak, kıtaların hareket ettiğine! Daha fazla veriye ihtiyacım var…

Dağ kuşakları? Evet, dağ kuşaklarını takip edebilirim! Peki hangisini? Ayrıntılarda boğulmadan her zaman yaptığım gibi “büyük fotoğraf”a bakmalıyım. İşte bu! Kaledonya (Caledonian) Orojenezi’ne (dağ kuşağı oluşumu; orogeny, orogenesis) ait dağ kuşağı Afrika, Güney Amerika, güney Avrasya, Avustralya ve Antarktika’da görülüyor. Mükemmel bir veri bu! Yok artık! Bir parçası İngiltere’de olan kuşağın diğer parçası Kuzey Amerika’da! Bu veri bana, kıtaların ne zaman ayrılmış olabileceğiyle ilgili kaba bir bilgi de verecek. Ne de olsa Kaledonya dağ kuşağının 490-390 milyon yıl önce oluştuğunu okumuştum. Yani kıtaların ayrılması en erken 390 milyon yıl önce gerçekleşmiş olmalı…

Dünya haritasındaki yap-bozu benim gibi herkes görmüştür, bir daha bakayım. Evet, orada işte, gün gibi ortada, Amerika kıtası tüm endamıyla Avrupa ve Afrika’ya veda edip çekip gitmiş gibi. Bunun yanına Jeolojik ve tektonik kanıtlar da koydum. Peki yetecek mi? Yani eski kayalar sadece bu alanlarda tesadüfen yüzeye çıktılarsa? Ya da dağ kuşağı ile ilgili öngörüm yanlışsa? Öngörüler üzerinden teori üreten bir çılgına dönüşüyor gibiyim. Sadece mekana değil zamana da odaklanmalıyım. Örneğin, 390 milyon yıldan bu yana dünyada neler oldu? Tarihsel jeolojiyi derinlemesine incelemeliyim…

Mesela yere bakmak yerine biraz da havaya baksam? Çok sevdiğim iklimleri neden bu teoriden uzak tutayım? İklimlerin jeolojik kalıntıları buzullara bakmalıyım. Güney Afrika’nın tamamının zaman içinde buzullarca örtüldüğünü biliyorum. Zaten hikayemde gözleri kamaşan jeolog dostum da bu zamanlarda geziyordu o topraklarda. Güney Amerika’nın batı sahilleri de buzul örtü ile örtülmüş, çok dar bir alan. Hindistan ve Avustralya’daki buzulların yaşları benzer miydi? Antarktika da uzunca bir süre buzul örtü altıdaydı. Fotoğraf karmaşıklaşıyor. Literatürde boğulma zamanı… Bunların hepsi benzer yaşlarda! Karoo Buzul Çağı bu! 360-260 milyon yıl önce gerçekleştiğini nasıl da gözden kaçırmışım?…

Demek ki bu kıtalar 260 milyon yıla kadar bir bütündü. Kıtaların ayrılması en geç 260 milyon yıl önce gerçekleşmiş olmalı…
Zamanı ölçebileceğim bir şey daha var: Paleontoloji; “biyolojik saat”. Tamam, fosil kayıtlarındaki eksiklikler benim de işimi zorlaştıracak ama hali hazırdaki birkaç tür de işimi görecektir. Eğer evrime de teorimde bir rol verirsem bu durum evrimin işleyiş mekanizmaları için de önemli veriler sağlayacaktır. Çalışmaya başlamalıyım. Özel örneklere ihtiyacım var. Her yerde görülebilir ancak kıtalar ayrılmaya başladığında orada olmamalılar. Ayrıca bulacağım örnekler yüzmeyi bilmiyor olmalı! Böylece Atlantik Okyanusu’nu aşmak zorunda kalmazlar…

  • Glossopteris, Güney Amerika, Afrika, Madagaskar, Hindistan, Antarktika ve Avustralya’da fosillerine rastlanmış, dile benzeyen yapraklarıyla tanınan bir bitki. Yüzemeyeceği söyleniyor! Fosil yaşları, 299-252 milyon yılları arasında. Sanırım zamanı biraz daha geri çekebilirim.
  • Mesosaurus, Güney Amerika ve Güney Afrika’da yaşamış bir sürüngen. Kıyıda, sahilde yaşadığı düşünülüyor. Timsahı andırıyor. Yani okyanusu aşacak kabiliyete sahip değil. Bulunan fosilleri 299-280 milyon yıl yaşında [3]. Güzeeel!
  • Cynognathus, sadece Güney Amerika ve Afrika’da yaşamış. Memelileri andırıyor, ama sürüngen. Yani bir kara hayvanı. Fosillerinin yaş aralığı 247-237 milyon yıl. Teorimin başlangıcını 20 milyon yıl kadar geriye çektirdiğin için teşekkürler Cynognathus…
  • Lystrosaurus, Afrika, Hindistan ve Antarktika’da fosilleri bulunmuş bir otçul, kara hayvanı. Yani yüzemez! Fosil yaşları 255-230 milyon. Bölgede bulunan fosillerin %95’ini bu tür oluşturuyor. Teorimin başlangıcını 7 milyon yıl daha çekebilirim. Yaş düzeltmeleri tek hanelere indiğine göre hedefe doğru yaklaşıyorum. O halde, 230 milyon yıl önce kıtalar halen bir aradaydı…

Alfred Lothar Wegener, 1915 yılında Kıtasal Kayma (Continental Drift) teorisini anlattığı Kıtaların ve Okyanusların Kökeni başlıklı makaleyi yayımladı. Sonraki yıllarda teorisinin delilleri için bol bol gezdi. Böyle bir teori için çok yönlü yaklaşımlarda bulunması gerektiğini biliyordu, böyle de yaptı (Şekil 1 ve Şekil 2). Jeoloji, paleoklimatoloji ve paleontoloji gibi bilim dallarından beslenerek güçlü bir teori yarattı. Ancak hala soru işaretleri vardı. Kıtalar kayıyor evet, peki neden? Bu sorunun cevabı için ömrü yetmedi Wegener’in.

Şekil 1: Kıtaların hareket ettiğine dair fosil bulguları (Wikipedia'dan türkçeleşetirilmiştir)

Şekil 1: Kıtaların hareket ettiğine dair fosil bulguları. (Wikipedia)

Daha kötüsü oldu. Wegener, teoriyi yayımladıktan sonra önemli bir çoğunluk tarafından alay konusu haline geldi. Bu verilerin bu kadar büyük bir iddia için yeterli olmayacağı ve herhangi bir mekanizma sunulmadığını için yetersizliği görüşü hakimdi.

Kıtaların geçmişte bir arada bulunduklarına dair buzul delilleri (wikipedia).

Şekil 2: Kıtaların geçmişte bir arada bulunduklarına dair buzul delilleri. Beyaz alanlar, Karoo Buzul Çağı sırasında (360-260 my önce)  buzullarca kaplanmış alanları gösteriyor. (Wikipedia)

 

II. Dünya Savaşı sırasında Amerikan ordusunda, okyanus tabanı projesinde yer alan Princeton Üniversitesi’nden Harry Hammond Hess, sonar teknolojisinin kullanıldığı gemilerden birinde görevliydi. Sonar yardımıyla okyanus tabanının haritasını çıkarırken tuhaf yükseltiler keşfetti. Bu yükseltilere odaklanan Hess, yükseltiler boyunca hareket ederek okyanusun neredeyse merkezinde gezindiğini fark etti. Sonraları bu yükseltinin tüm okyanusun merkezinde olduğunu anladı. Merkezden kıyılara doğru gidildiğinde derinliğin arttığını da gördü. Daha enteresan bir keşif de yükseltilerin üzerine gelindiğinde sıcaklıklarda önemli bir artış gözlenmesiydi. Bu yükseltilerden bazalt isimli mantoya ait kayalar geliyordu! (Şekil 3).

Şekil 3: Okyanus tabanı yayılması (Wikipedia)

Şekil 3: Okyanus tabanı yayılması. Kırmızı alan: bazalt lavları. (Wikipedia)

Hess, 1962 yılında tüm bulgularını Deniz Tabanı Yayılması (Sea Floor Spreading) teorisi çevresinde Okyanus Havzalarının Tarihi (The History of Ocean Basins) başlığı ile yayımladı. Hess, yaptığı çalışmalarla Wegener’in teorisine önemli bir katkı sağlamış oldu.

Frederick Vine ve Drummond Matthews, Hess’ten sadece 1 yıl sonra 1963’te deniz tabanı yayılmasıyla ilgili çok önemli bulgularını Nature dergisinde yayımladı. Yazarlara göre deniz tabanından alınan bazaltlar (koyu renkli bir kaya türü) soğuduklarında yerkürenin o zamanki manyetik özelliğini kaydediyordu. Buna göre, okyanus merkezleri yani sırtlarından alınan örnekler günümüzün manyetik özellikleriyle örtüşürken, sırttan simetrik olarak uzaklaştıkça manyetik anomaliler (anormal/normal olmayan değerler) görülmeye başlıyordu. Yani manyetik kutbun sürekli olarak değiştiği, kayalarda çok güzel bir şekilde kaydedilmişti. Ve bu değişiklikler okyanus sırtlarının iki tarafında da sırtlara aynı uzaklıkta yani simetrik olarak değişiyordu (Şekil 4). Dolayısıyla okyanus tabanı yayılıyordu…

Şekil 4: Okyanus tabanlarında gözlenen farklı manyetik kutupları gösteren kayalar. (Wikipedia)

Şekil 4: Okyanus tabanlarında gözlenen farklı manyetik kutupları gösteren kayalar. (Wikipedia; türkçeleştirilmiştir)

 

Ünlü jeofizikçi John Tuzo-Wilson, Hawaii adalarının oluşumu için bir sıcak noktanın (sorguç; hot-spot), Pasifik levhasının altında olduğunu ve levhanın kabaca kuzeybatıya doğru hareketinin bu adaları oluşturduğu modelini ortaya arttı. Adalardaki magmatik kayaların yaşlarının güneydoğu yönünde azalmasını ve ana adanın çok genç kayalardan oluşmasını modeli için delil olarak sundu. Sonuçta Pasifik levhasının kabaca kuzeybatıya doğru hareketinin bu adaları oluşturduğunu düşünüyordu Wilson (Şekil 5). (Hot-spot volkanlarının nasıl çalıştığını kavramak için sıcak noktayı temsilen bir ateş kaynağı (çakmak/kibrit) alıp levhayı temsil eden bir kağıdı, sabit tuttuğunuz ateş kaynağının üzerinde kağıdı kuzeybatıya doğru hareket ettirin. Yanan her noktayı söndürmeyi ihmal etmeyin. Dolayısıyla yanmış bir şerit elde edeceksiniz. En son yaktığınız nokta en sıcak noktadır ve bu nokta diğerlerine göre güneydoğuda yer alır. İşte o nokta Hawaii dediğimiz yerdir. Not: Bu deneyi riskli olabilecek kapalı alanlarda gerçekleştirmemeye özen gösteriniz.)

Şekil 5: Pasifik levhasının, Hawai hot-spotu üzerinde kayması (Wikipedia; türkçeleştirilmiştir)

Şekil 5: Pasifik levhasının, Hawai hot-spotu üzerinde kayması. (Wikipedia; türkçeleştirilmiştir)

Aynı Tuzo-Wilson, 1965 yılında transform fayları da keşfederek modern Levha Tektoniği kuramının temellerini atıyordu. Wilson’a göre levhalar birbirlerine yaklaşır ya da uzaklaşırken bu iki zıt hareketi karşılayacak bir tepki gerekiyordu, buna da transform fay ismini verdi…

Jack Oliver, 1968 yılında Güney Pasifik’e sismografik istasyonlar kurarak depremleri kaydederken aynı zamanda çok önemli bir gerçeği de kaydetmişti: Okyanus tabanının hareket ettiğini. Bu bulgu, Wegener’in teorisi için sayısal bir kanıttı.

Levha Tektoniği için daha karmaşık bulgular, doktorasını Cambridge Üniversitesi’nde tamamlayan Dan McKenzie’den geldi. Kolejde fizik eğitimi alan McKenzie sonra jeofiziğe yöneldi. Termodinamik hesaplamalarla yeriçinde neler olup bittiğini ortaya koymaya çalıştı. McKenzie’ye göre manto tabakasında reolojisi (malzeme davranışı) farklı ve dinamik iki alan bulunuyor ve levhaların hareketini sağlayan mekanizma aslında bunlarla ilişkili.

McKenzie sadece bunları yapmadı, okyanus sırtları ve hot-spotlarda magmanın nasıl oluştuğu da modelledi. Mantonun bölümsel ergimesi gibi anlaşılamamış konuları oturtarak Levha Tektoniği’ni yarattı. Bununla da yetinmeyip Venüs ve Mars’taki tektoniği ele aldı ve tektonik kavramını evrensel yaptı.

McKenzie doktorasını yayımladığında Wegener’in teoriyi duyurmasından bu yana 51 yıl geçmişti. 51 yıl önce fazla kurgusal bulunan düşünceler birikimsel bulgularla doğrulanmış ve Kıtaların kayma teorisinin Levha Tektonik kuramının bir parçası olduğu anlaşılmıştı.

(Öncülerden bahsetmişken, Celal Şengör ve Yücel Yılmaz, 1981 yılında yayımladıkları Türkiye’nin Tetis Evrimi: Levha Tektoniği Yaklaşımı başlıklı klasikleşmiş makaleleri ile kuramın bölgemizdeki işleyişini Türk ve dünya yerbilim camiasına sundular.)

Şekil 6: Pangea'nın ayrılması ve kıtaların günümüzdeki konumları (Wikipedia).

Şekil 6: Pangea’nın ayrılması ve kıtaların günümüzdeki konumları. (Wikipedia)

Günümüzde fotoğraf çok daha net. Levha tektoniğinin uzak geçmişten günümüze neler yaptığını aşağı-yukarı tahmin edebiliyoruz (Şekil 6). Mesela Wegener’in öngördüğü kıtaların birleşip ayrılmasının süper kıta döngüsünün bir parçası olduğu anlaşıldı. İlk süper kıtanın 3 milyar yıl önce birleşmiş Ur olduğunu; en son süper kıta olan Pangea’nın da 175 milyon yıl önce ayrılmaya başladığını biliyoruz (Şekil 7).

Şekil 7: Süper kıta döngüsü (Wikipedia; türkçeleştirilmiştir)

Şekil 7: Son 1 milyar yıldaki süper kıta döngüsü. (Wikipedia; türkçeleştirilmiştir)

Levha Tektoniği bu dinamizmi sağlarken elbette yıkıcı olaylara da neden olmuştur, olmaktadır. Depremler ve volkanik faaliyetlerin baş sorumlusu levha tektoniğidir. Ancak bunları yaparken bizlere iyilik yapmayı da ihmal etmemiş, faylar ve volkanlar sayesinde mineralce zengin katı (lav/kaya) ve sıvıları (hidrotermal sular) yeryüzüne çıkarmış, bu ortamları verimli kılmıştır. (Hatta Snowball Earth teorisine göre “buzküre”yi ölümünden hemen önce hayata döndüren volkanların ta kendileridir…)

Levha Tektoniği’nin sadece yeri biçimlendirmediğini görmek zor olmayacaktır. Biçimlendirdiği en değerli şeyi sona bıraktım: Yaşam. Tektoniğin, ilk canlının ortaya çıktığı uygun ortamı yaratmasından, canlılığı karaya çıkmaya zorlamasına, kimi zaman süpervolkanlarla birçok canlıyı doğal seçilimin (seleksiyonun) keskin dişlerine teslim etmesine, coğrafi izolasyonla bölgesel iklimleri değiştirerek evrimsel süreci hızlandırarak, diğer bir deyişle Doğu Afrika Rift Vadisi’nde kıtaların ayrılmasıyla oluşan yeni ortamın insanın evrimine tanıklık etmesine kadar başrolü hak ettiğini göstermiştir.

Çoğu zaman evrimin mekanizmaları sayılırken göz ardı edilen Levha tektoniği aslında doğal seçilimin yoğun mesai harcamasında en çok rol oynayan mekanizmalardandır. Bir örnekle açıklayalım:

  • A hayvanı hızlı koşan, görüş mesafesi yüksek bir avcıdır. Ağaçlara tırmanamaz, avını hızı ile yakalar. Pusu kurmayı bilmez.
  • B hayvanı hızlı koşamayan, görüş mesafesi düşük bir avcıdır. Ağaçlara tırmanma ve pusu kurma yeteneğine sahiptir.
  • C hayvanı hızlı koşan, algıları gelişmiş bir otçuldur. Kısa bitki örtüsüne adapte olmuş ve hayatta kalmayı tamamen hızlı koşmasına izin verecek alanlara borçludur.

Ortam 1: Günümüzdeki Afrika gibi geniş düzlüklere sahip. Ağaç örtüsü olmayan bir coğrafya.
Soru: Kim, nasıl hayatta kalır?

  • A hayvanı, C hayvanının varlığına ve yeterliliğine bağlı olarak doğal seleksiyon tarafından seçilecektir.
  • C hayvanı, hızlı koşma yeteneğinin ilerlemesi ve gelişmiş algıları sayesinde hayatta kalacaktır.
  • B hayvanın hayatta kalma ihtimali, A ve C hayvanının başarısızlığı ile doğru orantılı olacaktır.

Ortam 2: Levha tektoniği, kıtaları doğu-batı olmak üzere ayırır. Doğu, aynı nitelikte devam etmektedir. Ancak batıya giden parça günümüzde yağmur ormanlarına benzer sık orman örtüsüne sahip, koşma ve görüş alanının çok az olduğu bir ortama bürünür. Şimdi işler değişmiştir.

  • A hayvanı artık hızlı koşacak alan bulamaz, ağaca tırmanmayı ve pusu kurmayı bilmediği için muhtemelen doğal seleksiyon, yani mantığın doğadaki işlemesiyle, nesli azalacak ya da tükenecektir.
  • B hayvanı yeteneklerini daha iyi sergileyebileceği ve diğerlerine oranla daha hızlı uyum sağlayabileceği bir ortamda olduğundan başarılı olacaktır. Afrika’daki hızı burası için yeterlidir. Ağaçların arasında rahatlıkla saklanarak avlanabilir. Doğal seçilim emreder; çoğal!
  • C hayvanı için çok hüzünlü ve üzücü bir ortamdır burası. Bu yeni ortamın yemeklerini beğenmez, “ben hesabı ödemeden kaçıyorum!” da diyemez; çünkü koşabileceği bir alan yoktur. B hayvanı dişlerini bilemiştir, artık daha değerlidir ne de olsa…

Acıklı hikayenin gösterdiği üzere, levha tektoniği dünyayı biçimlediği gibi yaşamın biçimlenmesinde de önemli görevler üstlenmiştir. Kimi zaman sessizdir, kimi zaman sazı eline alıp söze gelir. Sazını ele aldığında çok şeyi değiştirebilir ve ortaya daha önce eşine hiç rastlanmamış bir şey çıkarabilir. Bu satırları yazan ben ve okuyan siz gibi…

Kaynaklar:

Etiketler: , , , , , , , , ,


Yazar

İstanbul Teknik Üniversitesi’nde Batı Anadolu’nun Senozoyik magmatizmasının kökenlerini doktora öğrencisi sıfatıyla inceliyor. Yazlarını 20 milyon yıllık volkanların ayakta kalmış zirvelerinde, kışlarını laboratuvarda geçiren tuhaf bir yaşam formu.






Yorum yapın (Facebook, Twitter gibi hesaplarınız geçerlidir.)

Back to Top ↑
  • Patreon’dayız

  • Bizi Takip Edin

  • iTunes Bağlantısı

  • Reklam Alanı

  • Destekçiler

  • E-POSTA LİSTESİ

    Yeni bir yayınımız yayımlandığında e-posta yoluyla haberdar olmak için adresinizi bu alana girin.

    Diğer 99.811 aboneye katılın

  • Hızlı Takvim

    Ağustos 2013
    P S Ç P C C P
    « Tem   Eyl »
     1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031