Kategoriler
Yerdoğabilimi

Yerküre Sahip Olduğu İlk Isıdan da Fazlasını Şimdiye Kadar Muhafaza Etmiş

Yerküre 4,5 milyar yıldan fazla bir süredir şekilleniyor; ama bir yandan da soğuyor. Yeni bir çalışma, mavi gezegenimizin doğal radyoaktiviteden (ışınetkinlikten) kaynaklanan iç ısısının ancak yarısını açıklıyor. Bu artık ısı, Dünya’nın sıcak bir gaz yumağı, toz ve diğer malzemelerin tümünün birleşmesiyle oluştuğu zamandan beri yani başlangıçta sahip olduğu ısıdan arta kalanıdır.

Bu yeni bulgu, bir Japon dağının derinliklerinde uygulanan deneylerden sonra keşfedilmiş. Bir parçacık fizikçisi (doğabilimcisi) olan Itaru Şimizu (Tohoku Üni., Japonya) ve iş arkadaşları, yerkürenin içinde oluşan radyojenik kökenli ısının —parçacıkların farklı yollarla ürettiği, özellikle de belirli ışınetkin bozunma türleri sırasında- miktarını doğrudan doğruya tahmin etmek için jeonötrinolarını kullanıyor. Bu ısının sebebi, Dünya’nın oluşumdan arta kalan ısıdan ziyade, uranyum ve toryum gibi ışınetkin elementlerin bozunmasından kaynaklanmaktadır. Japonya’daki Kamioka şehrinin yakınlarında bulunan Ikenoyama Dağı’nın derinliklerinde bulunan algılayıcılar (duyargalar) 2002 Mart’ı ile 2009 Kasım’ı arasında 841 nötrino saptamış. Çalışama ekibi, bunlardan 485 nötrinonun nükleer enerji santralleri ile diğer reaktörler ve nükleer atıkların ürünü olduğu düşünüyor. Diğer 245 nötrinonun muhtemel kaynağı olarak, kozmik ışıkların atmosferdeki gaz moleküllerine çarpması sonucu oluştuğu tahmin ediliyor. Araştırmacılar, geriye kalan 111 nötrinonun yeryuvarının içindeki doğal ışınetkinlikle ilgili olduğunu bildiriyor. Farklı bir analitik teknik kullanılarak yapılan hesaplamayla bu sayı 106’ya iniyor.

Sayının az olmasına rağmen, ekibin tahminine göre 4,3 milyon parçacığın ürettiği ışınetkin bozunma sonucu her saniyede yeryüzeyinin her santimetrekaresine Uranyum-238 ve Toryum-232 nüfuz ediyor. Şimizu, bütün ışınetkinliğin ara vermeden yaklaşık 20 teravatlık bir ısı ürettiğini söylüyor. Önceki araştırmalar, bir 4 teravat ısının daha varolduğunu ileri sürüyor; fakat bu incelemede kullanılan duyargalar potasyum-40’ın ışınetkin bozunmasını tespit edemiyor. Çalışmayı yürüten takım, yerkabuğuna doğru yükselen bu ısının yapılan hesaba göre yaklaşık %54’ünün tamamen radyojenik kökenli olduğunu tahmin ediyor.

Radyojenik ısı ile ilgili önceki tahminler kabaca yeni elde edilen sayıya eşit. Ama araştırmacılar, Güneş sisteminin tümüyle toz ve gaz birleşimiyle varolduğu topağın, o dönem içinde barındırdığı elementlerin genel oranlarını temsil ettiği düşünülen meteorit çözümlemelerine dayanarak, Dünya’nın kimyasal bileşimi hakkında çıkarımda bulunuyorlar. Bir gezegen fizikçisi (doğabilimcisi) olan David Stevenson (Kaliforniya Tek. Ens., ABD) budurumu, “ Bu yüzden, araştırmacıların yerkürenin radyojenik ısısı üzerine yaptıkları yeni öngörü kayda değer bir sonuç içeriyor” şeklinde açıklıyor ve “Bu öngörünün (tahminin, kestirimin, çıkarımın vs.), gerçekçi bir ölçümle ortaya çıktığını görmek çok güzel” diye ekliyor.

Stevenson, “Çünkü ışınetkin bozunma sonucu elde edilen enerji miktarını adım adım biliyoruz. Yeni bulgular sayesinde, yeryuvarının geçmişte ve günümüzde ne kadar ve ne süratle ısı kaybettiğini bulabiliyoruz” diyor. O, özellikle bu bilgilerin, gezegenin ısısıyla kımıldayan tektonik plakların sahip olduğu hareket hızı ile zaman içindeki değişiminin mahiyetini anlamamıza (içyüzünü kavramamıza) yarar sağlayacağını işaret ediyor ve “Yerküredeki ısı üretimi plaka tektoniğini nasıl idare ediyor” diye de ekliyor. Bir de bu ısı üretiminin, dünyanın bir ucundan öbür ucuna dağılım sergileyen yanardağ etkinlikleri gibi jeofiziksel (yerdoğabilimsel) süreçlere de ortalama bir etkisi olmaktadır.

Stevenson, “Hem Dünya’nın içindeki ışınetkinliğin ve hem de başlangıçta varolan ısının gelecekte azalacağını” söylüyor. Mavi gezegenimiz, her 1 milyar yılda bir kabaca 100 °C soğuyor. Bundan dolayı er ya da geç, ölmekte olan solgun Güneş’in giderek azalan ışınları, kim bilir günümüzden birkaç milyar yıl sonra, kıtaları buz tutmuş ve tektonik açıdan ölmüş bir gezegenin üzerine düşecek.

Sol yarı simüle edilmiş jeonötrino üretim dağılımını ile KamLAND tarafından oluşturulmuştur ve sağ yarı ise Dünya’nın yapısını göstermektedir.

Kaynakça
Perkins, S., Earth Still Retains Much of Its Original Heat, 14 Ağustos 2011 tarihinde ulaşıldı.

Yazar adı ve yayın adı kaynak belirtilerek özgürce kullanılabilir.
Perkins, S., 2011. Yerküre Sahip Olduğu İlk Isıdan da Fazlasını Şimdiye Kadar Muhafaza Etmiş, çev. Güler, B., http://www.yerbilimleri.com/2011/08/14/yerkure-sahip-oldugu-ilk-isidan-da-fazlasini-simdiye-kadar-muhafaza-etmis/