Cansız Dünya’nın evrimi

Dünya'nın nasıl oluştuğunu kesin olarak bilmiyoruz.. Bunun için önerilmiş teoriler var ancak bilimsel veriler göz önüne alındığında hepsinin bir yerde bir açık verdiği görülüyor. Başlangıcı anlamak çok önemli, çünkü bize yaşamın nasıl başladığı ve canlıların evriminin nasıl olduğu konusunda fikir veriyor. 

Şunu biliyoruz. Büyük patlamadan sonra maddenin evrimi başladı ve geriye dönüşü olmadı. 

Azoik devir 

13, 7 milyar Büyük patlama ile maddenin evriminin başlaması : Big Bang 

Büyük patlamadan 10 üzeri eksi 35 saniye sonra atom altı parçacıkları ; Kuarkların oluşması 

Büyük patlamadan 1 saniye sonra Gama ışınları 

Büyük patlamadan 3 dakika sonra genişleyen evrenin yarıçapı 40 ışık yılı noktaya ulaşması 

Büyük patlamadan 100 bin yıl sonra maddenin görünmesi 

Büyük patlamadan 3 milyon yıl sonra ilk elementler Helyum ve Hidrojen’in ortaya çıkması 

5 milyar, Güneş’in oluşması 

4, 7 milyar, Dünya’nın oluşması 

4 milyar, Ay’ın oluşması 

Bütün gezegenler ve Dünya, Kuzey kutbu tarafından bakıldığında, Güneş çevresinde saat yönünün tersine doğru dönerler. Güneş de kendi ekseninde öyle döner. Bütün gezegenler Güneş’in ekvator düzlemi üzerindedir. Gezegenlerin kendi çevrelerinde dönmeleri biraz farklılıklar gösterir. Venüs kendi ekseninde saat yönünde döner. Uranüs’ün dönüş ekseni Güneş’in ekvator düzlemi içindedir. O yüzden bir günü bir yılına eşittir. Dünya’nın dönüş ekseni ise Güneş’in ekvator düzlemi ile 65 derecelik bir açı yapar. 

Bu verilere bakarak Dünya’nın – ve diğer gezegenlerin – Güneş’le birlikte tozdan oluşan bir disk oluşturdukları ve saat yönünün tersine dönerek zamanla toplaştıkları gezegenlerin de tozlar dönerken biraz daha iri parçalar çevresinde oluşan küçük anaforlar çevresinde toplaştıkları veya başka gökcisimleri ile çarpışması sonucu Güneş’ten koptukları, bu çarpışma sırasında da Güneş’in dönme ekseninin gezegenler düzlemine göre 6 derece kadar saptığı sanılıyor. Daha başka teoriler de var tabi ama hepsinin bir tarafında bir açık var. Örnek olarak dünya’nın ve Güneş’in toplaşması anlatıldığı gibi olsaydı, Güneş’in kendi çevresinde dönme hızı 200 defa daha hızlı olmalı idi. Bu konuda 30 ayrı teori vardır. 

Yakın zamanlara kadar çevresinde gezegen dönen başka bir yıldız gözlenememişti. Başka yıldızların çevrelerinde gezegen olması gerektiği söyleniyordu. Artık bu nokta da geçilmiş bulunuyor. Bu konunun önemi şurada: Aynı soru. Acaba gezegeni –ve dünyası- olan tek yıldız Güneş mi? Acaba bütün evren sadece insan için mi yaratıldı? Yaratılışçılar artık buradan da bir şey tutturamayacaklar. 

Yine eldeki verilere göre Dünya yıldızımsı bir dönem geçirmemiştir. Yüzeyindeki ısı 200 santigrad dereceye bile ulaşmamıştır. Bu Dünya’yı oluşturan maddelerin Güneş’ten kopmadığı anlamına gelir. Ama içi öyle değildi. Şimdi de öyle değil. Dünya’nın içi tam bir ateş topudur ve din kitaplarındaki cehennem kavramının oluşmasına örnek olmuştur. İçindeki erimiş maden yanardağlarla kendini belli eder. Bilim adamları insanı hayran bırakan birçok yöntem kullanarak Dünya’nın merkezine kadar iç yapısının nasıl olduğunu saptamış bulunuyorlar. 

Bunlardan biri deprem dalgalarını gözlemektir. Bilindiği gibi ışık ışınları az yoğun bir ortamdan çok yoğun bir ortama geçerken ya da tam tersini yaparken kırılır veya yansır. Deprem dalgaları da ışık gibi dalgalar halinde yayılır ve yoğunluk farklılıklarında aynı biçimde davranır. Buna göre gezegenimiz en üstünde 33 km kalınlığında yer kabuğuna, 3000 km kalınlığında mantoya sahiptir. Bunun derindeki 2160 km’si sıvılaşmış demir-nikel karışımıdır. Bunun da altında 2400 km kalınlığında katı halde asıl çekirdek bulunur. 

Yapılan önemli buluşlardan biri de Ay’ın Dünya ile aynı yaşta olduğudur. Yani Ay ve Dünya aynı zamanda oluşmuşlardır. Bu sonuç Amerikalı gökblimci Harold Urey tarafından öne sürülmüşse de ancak Ay yolculukları yapıldıktan sonra kabul edilmiştir. 

Bir gezegende –bu arada Dünya’da – hayatın olabilmesi ve sürdürülebilmesi için bir takım şartlar vardır. Bu şartlar gezegenimiz oluştuktan sonra sırayla oluşmuştur. Eğer oluşmasaydı zaten bu yazıları yazamazdık, çünkü biz olmazdık. Şimdi hem bu şartları hem de Dünya’nın canlılığa adım adım nasıl gittiğini görelim. 

Dünya, Venüs ve Mars, Güneş sisteminin en ayrıcalıklı bölgesinde oluştular. Güneş’e ne çok yakın ne de çok uzaktılar. Ama Dünya Mars’tan büyüktür. Bu büyüklük ona çevresinde yoğun bir atmosfer tutabilme ayrıcalığı sağladı. Venüs’ün de Ay gibi bir uydusu yoktur. Ama Dünya’nın olduğu için merkezindeki erimiş madenlerle birlikte onu dev bir dinamoya dönüştürdü ve çevresinde zararlı ışınları tutabilecek bir elektromanyetik kalkan oluştu. Bu üç özelliğin varlığı Dünya’yı gezegen sisteminde eşsiz duruma getirdi. Dünya’mızdaki biçimiyle canlılık için gerekliydi ancak yeterli değildi. 

Günümüzde yerkabuğunun çukurlarını okyanuslar doldurur. Havada %16 ile %21 oranında değişen oksijen bulunur. Geri kalan atmosferin büyük kısmı azot gazıdır. 

Ama 4.7 milyar yıl önce böyle değildi. Dünya’nın atmosferi yoktu. Yüzey bazalt ve granit türünden kayalar ve kabuk çatlaklarından sızan erimiş halde demir ve nikelden oluşuyordu. Gazlar ise uçup uzayın derinliklerine karışmıştı. O dönemde bütün gökcisimleri ağır bir göktaşı bombardımanı altındaydı. Bugün de bu bombardımanın izleri Ay’da, Merkür’de, Mars’ta görülmektedir. Atmosfer Dünya bir gezegen haline geldikten sonra ağır metallerle bileşik yapmış gazların açığa çıkmasıyla oluşmaya başladı. Volkan patlamaları Dünya atmosferine ilk gazları sağladılar. Volkanlardan sadece demir ve nikel eriyiği değil, büyük miktarda su buharı, azot, değişen miktarlarda karbondioksit, hidrojen, kükürt dioksit, metan ve amonyak çıktı. Hesaplara göre volkanların 4.7 milyar yıl içinde dışarı püskürttüğü maddeler şimdi mevcut olan bütün kıtaların hacminin toplamına eşittir. 

Atmosfer oluşmaya başladı. Sıcaklık ne çoktu ne de azdı. Yoğunluk zamanla arttı ama serbest oksijen yoktu. Ozon tabakasının esamesi yoktu. Bu maddeler zararlı ışınları soğurma özelliğine sahiptir. Dünya bunların koruyucu etkisi altında değildi. Ayrıca atmosferin o zamanki birleşimi bugün için hayatı desteklemek bir yana, öldürücü nitelikteydi (günümüzde Venüs gezegeni bu aşamadan geçmektedir). Atmosferin oksijen içermediği yer katmanlarının incelenmesiyle kanıtlanmıştır. 

Oksijen, gerçekte hayatı destekleyen değil engelleyen bir maddedir. Çünkü temasa geçtiği bütün maddeleri değişikliğe uğratır, bozar. Demiri bile oksitler: Pas oluşur. Çok olduğu zaman canlılar üzerinde zehir etkisi yapar. Yaralarda dezenfektan olarak oksijenli su kullanıldığını bilirsiniz. O yüzden ilk zamanlarda oksijenin olmaması, bir bakıma canlılığın ve dev moleküllerin oluşabilmesi için iyi ve gerekliydi. Ama dünya bunun böyle olduğunu bilmiyordu. Sadece ileride bu durumun sonuçları göründü. Fransız Andre Calieu ve A. Dauvilier bu dönemin 60 – 100 bin yıl kadar sürdüğünü tahmin ediyor. 

Bu dönem sırasında henüz okyanuslar yoktu. Mevcut suyun tamamı buhar olarak atmosferde bulunuyordu. Dünya yüzeyi 100 derecenin üzerinde olduğu için yağmur yağsa bile su yere inemiyordu. Hemen yeniden buharlaşıyordu. Dönem sonunda yüzey ısısı 100 derecenin altına inince su yerde yoğunlaşarak akmaya, ilk su birikintileri görülmeye başladı. Çukurlar suyla doldu ve ilk okyanuslar oluştu. Göktaşı bombardımanının izleri su ve rüzgârla silindi. 

Su buharının yere inmesiyle atmosfer netleşti ve saydamlaştı. Gök mavi rengini aldı. Karalar çıplak kara renkli granit ve bazalttan oluşuyorlardı. Rüzgâr, yağmur ve akarsular erozyonu başlattılar. 

Güneş’ten gelen ve elektromanyetik faunadan geçebilen mor ötesi ışınları, atmosferde oksijenin olmayışı sebebiyle Dünya’ya ulaşabiliyordu. Mor ötesi ışınları da oksijen gibi dezenfektandır. Bakterileri öldürür, büyük molekülleri çözer, bozar. Bu şartlarda, ışınların ulaşabildiği yerlerde, canlılık için gerekli dev moleküllerin oluşması imkânsızdı. Ancak bir kere, artık ışınların ulaşamadığı derin sular vardı. Yüzeyden 10-15 metre derinlikten sonra ışınlar güçlerini kaybediyorlardı. Büyük organik aminoasit ve ATP (adenozin tri fosfat) moleküllerinin cansız ortamlarda oluşabildiğini biliyoruz. Bu moleküller oluştuktan sonra dalga hareketleriyle derinlere gidince bozulmadan kalabiliyorlardı. Ayrıca kayaların kuzeye bakan yamaçlarında güneş ışığı doğrudan denize vurmaz. Oralar sürekli olarak gölgede kalır. Işık oralara dolaylı olarak ulaşır. Bu yüzden oralarda oluşabilecek dev moleküller bozulmadan kalabilirdi. 

İkinci olarak, mor ötesi ışınları su molekülünü bile bozabilir. Foto disaziasyon (ışınlarla parçalama) denen bir süreçle bir miktar su molekülü hidrojen ve oksijene ayrıldı. Hidrojen uçup uzaya doğru dağıldı ama oksijen kaldı. 

Bu noktada bir denge ortaya çıktı. Oksijen olmadığı zaman bir miktar su molekülü parçalanıyor ve açığa oksijen çıkıyordu. Ama oksijen çıkınca ışınların suya ulaşması engelleniyor, bu da oksijeni çıkışını durduruyordu. Oksijen çıkışı durup azalınca ışınlar yeniden suya ulaşıp su molekülü parçalıyordu. Böylece atmosferdeki oksijen miktarı ve oranı sabitlendi. Bu oran ancak foto disaziasyon olayını engelleyecek kadardı. Bu olayı keşfeden Nobel ödüllü bilim adamı Harold C. Urey’i onurlandırmak için ‘Urey Etkisi’ dendi (Harold Urey'den yukarıda da söz ettim. Bu kişi aynı zamanda Miller deneyini yapan kişilerden biridir). 

Urey Etkisi ile bütün dünya suları bir miktar koruma altına alınmış oldu. Büyük moleküller oluşup hemen yok olmaktan kurtuldular. Ancak yakın zamanlarda Urey Etkisinin çok sınırlı olduğu anlaşıldı. Amerika, Dallas Üniversitesinden fizikçi Lloyd V. Berkner ve Lauristan V. Marshall, Urey Etkisinin sonuçlarını hesaplayıp kâğıda döktüler. 

Mor ötesi ışınlar tek bir dalga boyundan oluşmaz. Görebildiğimiz mor rengin dalga boyu 4000 angstörm’dür (1 angström milimetrenin milyonda biri). Mor ötesi ışınlar buradan 100 angstörm’e doğru küçülerek giderler. Değişen dalga boylarındaki ışınlar değişen etkiler yapar ve değişen sonuçlara yol açarlar. 

Urey Etkisi’nin hangi dalga boylarını etkilediği hesaplandı. Atmosferde oluşan %0.1 oranındaki oksijen miktarı 2601-2799 bandındaki mor ötesi ışınlara engel oluyordu. Buraya kadar heyecan verici bir şey olmayabilir. Ama şimdi sıkı durun. Bu engellenen ışın bantı, aminoasitlerin, proteinlerin ve ribonükleik asitlerin (bilindiği adıyla RNA) en duyarlı oldukları banttı! Urey Etkisi başka dev molekülleri değil fakat yalnız bu molekülleri koruyordu. Urey Etkisi sonucu okyanuslarda yalnız belli tipte dev moleküller rastgele birikmeye başladı. Bu durum kendiliğinden oluşmuştu. 

Dünya bu duruma gelene kadar aradan 1 milyar yıl geçmişti.