Dünya’nın Merkezinde Ne Olduğunu Nasıl Biliyoruz?

Bu sesli yayına Bilim Genç Spotify, Google Podcasts, Apple Podcasts ve YouTube kanalları üzerinden de ulaşabilirsiniz.

Yer kabuğu ve yer kabuğuna yakın olan katmanlar hakkında doğrudan bilgi edinebiliyoruz, çünkü bu katmanlara ulaşmak görece daha kolay. Ancak Dünya’nın merkezine gidip analiz etmek üzere madde toplama şansımız yok. Derinlere doğru gittikçe hem basınç hem de sıcaklık aşırı miktarda artıyor. Örneğin 2700 kilometre derinlikteki basınç, atmosfer basıncının yaklaşık iki milyon katı. Dünya’nın merkezindeki basınç ise atmosfer basıncının yaklaşık üç milyon katı. Peki, gidilmesi imkânsız olan bu yerlerin hangi maddelerden oluştuğu hakkında nasıl fikir ediniyoruz?

Dünya’nın merkezinin bileşimi hakkında dolaylı olarak fikir edinmemizi sağlayan pek çok şey var. Bunlardan bazıları şunlar:

- Dünya’nın çevresinde oluşturduğu kütleçekim alanı incelenerek Dünya’nın kütlesi ve dolayısıyla özkütlesi hesaplanabiliyor.

- Depremler sırasında oluşan sismik basınç dalgalarının Dünya’nın katmanlarındaki yayılımı incelenerek bu katmanların ortalama yoğunluğu hesaplanabiliyor.

- Dünya’nın merkezine gönderilen sismik dalgalar dış çekirdeğin sıvı olduğunu gösteriyor.

- Dünya’yı ve Güneş’i meydana getiren gaz ve toz bulutunun bileşiminde hangi tür elementlerin hangi yoğunluklarda bulunduğu Güneş’in spektrumunun incelenmesiyle anlaşılabiliyor. Böylece Dünya’da hangi elementlerin hangi miktarlarda olması gerektiği hesaplanabiliyor.

- Dünya’nın atmosferinde, yer yüzeyinde ve mantonun üst katmanlarında hangi elementlerden hangi miktarda olduğu hakkında doğrudan bilgi edinilebiliyor.

- Mantonun üst katmanlarında bulunan maddeler, laboratuvar ortamında mantonun alt katmanlarındakine benzeyen koşullar altında incelenebiliyor. Bu maddelere laboratuvar ortamında sismik dalgalar gönderilerek elde edilen verilerin, mantonun alt katmanlarına sismik dalgalar gönderilerek elde edilen verilerle karşılaştırılmasıyla mantonun alt ve üst katmanlarının bileşimlerinin birbirine benzediği görülüyor.

- Dünya’nın toplam kütlesi ve bileşimi ile atmosferin, yer kabuğunun ve mantonun toplam kütlesi ve bileşimi bilindiği için Dünya’nın iç ve dış çekirdeğinin toplam kütlesi ve bu katmanların bileşimi hesaplanabiliyor. Mantoda ve daha üst katmanlarda yer almayan maddelerin çekirdekte olması gerekir.

- Çekirdeğin Dünya’nın manyetik alanını oluşturabilmesi için bileşimindeki metallerin yoğunluğu yüksek olmalıdır ve bu metaller yüksek basınç altında bile sıvı halde bulunabilmelidir.

Yukarıda özetlenen tüm durumlar dikkate alınarak hesaplar yapıldığı zaman Dünya’nın çekirdeğinin çoğunlukla demirden oluştuğu ve önemli miktarda (yaklaşık %4 oranında) nikel de içerdiği anlaşılıyor. Ayrıca çekirdekte bulunan bazı hafif elementlerin -örneğin oksijen ve sülfür- çekirdeğin yoğunluğunun %10 kadar düşmesine neden olduğu da düşünülüyor.