Medikal (Tıbbi) Jeoloji ve Ülkemiz Açısından Önemi

Medikal (tıbbi) jeoloji, doğal jeolojik etkenlerle, insan, hayvan ve bitkilerdeki sağlık sorunlarıyla veya bunların oluşumlarıyla arasındaki ilişkiyi ve jeolojik çevresel etkenlerin sağlık problemlerinin coğrafi dağılımı üzerindeki olası etkilerini araştıran bir bilim dalıdır. Çok geniş ve karmaşık bir araştırma alanı olmasından dolayı, jeologlar, tıp doktorları, biyologlar, veterinerler gibi değişik bilim dallarından araştırıcıların katılacağı multidisipliner bir araştırmayı gerektirir.

Doğal çevresel etkenlerin ve çevre kullanımının insan sağlığı üzerindeki etkisi eski Roma ve Peru- İnka uygarlıklarına kadar uzanırken son yıllarda, bulunduğumuz çevredeki ağır metaller ve bunlarla bağlantılı olumsuz sağlık etkileri gerek bilimsel çalışmalarda gerekse medyada geniş bir ilgi alanı oluşturmuştur. Arsenik, kadmiyum, cıva kursun gibi elementler ve ağır metaller potansiyel kirleticilerdendir ve birçok ülkede (Bangladeş, Çin, Hindistan gibi) yüksek oranda bulunan bu çeşit element veya ağır metaller pek çok çalışmanın konusu olmuştur.

Özellikle jeokimya yardımıyla tanımlanan jeolojik çevre ile insan, hayvan ve bitki sağlığı arasındaki çok yakın ilişkinin fark edilmesi medikal jeolojinin yeni bir bilim dalı olarak ortaya çıkmasına yol açmış ve Medikal Jeoloji, “jeolojik etkenlerle insan, hayvan ve bitkilerdeki sağlık sorunlar arasındaki ilişki ile ilgilenen bir bilim dalı” olarak tanımlanmıştır (Selinus, 2002; Finkelman ve diğ. 2001).

Medikal jeoloji tarihi
Jeoloji ve sağlık arasındaki ilişki binlerce yıldan bu yana bilinmektedir. Eski Yunan ve Çin’de, fizikçiler ve filozoflar jeolojinin sağlık üzerindeki etkisini fark etmiş oldukları halde modern tip ancak 19.yy’ da bazı elementlerin sağlık için ne kadar gerekli olduğunu kabul etmiştir. Pek çok bilim adamınca medikal jeolojinin kurucusu olarak kabul edilen Hipokrat (400 M.Ö.) çevresel etkenlerin hastalık dağılımını nasıl etkilediğini fark etmiştir (Lag, 1990; Foster, 2002). M.Ö. 3. yy’da 212 Çin’de Ag, Cu, Fe, ve Pb’ in zehirlenmeye neden olacağı bulunmuş (Liang et al., 1998), kayaç kırmaya bağlı olarak gelişmiş akciğer sorunları ve kurşun zehirlenmesi fark edilmiştir. Romalı mimar Vitruvius (M.Ö. son yy’da) madencilikle ilişkili olabilecek sağlık etkilerini görüp, madenlerin çevresindeki suyun ve çevre kirliliğinin neden olabileceği tehlikelere dikkat çekmiştir (Nriagu, 1983). Kurşun, yaklaşık 5000 yıl önce Bakır, Bronz ve Demir Çağlarında gittikçe artan oranda zararlarının tam olarak farkına varılmadan üretilmiştir (Hong ve diğ., 1994). Yoğun kurşun kullanımı sonucu ortaya çıkan zehirlenmeler Orta ve Geç Asurlular dönemlerindeki (M.Ö. 1550-600 arası) kil tabletlerde ve eski Mısır yazıtlarında (3000 yıl önce) bulunmuştur (Nriagu, 1983). As, Cu, Hg gibi elementlerde Roma ve Roma öncesi dönemlerde kullanılmıştır. Örneğin, Hg, Ag ve Au Roma İmparatorluğu suresince, 12.yy’ da Mısır’da 16.yy’ da Orta ve Güney Amerika’da dişlerle ilgili yaygın olarak kullanılmıştır (Eaton & Robertson, 1994; Fergusson, 1990). Arsenik tedavi amaçlı olduğu kadar zehir olarak ta eski Yunan, Roman, Araplar ve Perulular tarafından kullanmıştır (Fergusson, 1990).

1990’lu yılların başlarında, yüksek flor içeren içme suyundan kaynaklanan florozis tanımlanmıştır. Normal flor miktarı genellikle 0,1 ilâ 1ppm olarak kabul edildiği halde Afrika, Çin, Hindistan’ın bazı bölgeleri gibi yerlerde bu miktar 40 ppm’e kadar çıkmakta ve buralarda çok ciddi dişle ilgili sorunlara ve iskelet florozisine neden olmaktadır (Selinus, 2002). Çin’de, 1930’larda görülen hastalığının bölgedeki düşük selenyumdan kaynaklandığı anlaşılmıştır (Selinus, 2002).

Sayısız çalışma sonucu çevresel etkenler ve çeşitli hastalıklar arasındaki bağlantının bulunması, 20.yy’la birlikte iz elementlerin insan, hayvan ve bitki sağlığı açısından ne kadar önemli olduğunu çok açık bir biçimde ortaya koymuştur.

Medikal jeolojiye bazı yaklaşımlar
Medikal jeoloji, çevreyi oluşturan kayaç, toprak, su, atmosfer gibi parçaları içeren sistemdeki isleyişi ve bunlar arasındaki etkileşimi anlamayı gerektirir. Elementlerin ve kimyasal maddelerin davranışı ve hareketliliği bunların doğasına ve bulundukları ortamın fiziksel ve kimyasal şartlarına bağlıdır. Kayaç, toprak, yüzey suyu, yeraltısuyu, atmosfer gibi parçaları ve bunların çevreyle olan etkileşimini incelemek “mikro” seviyeden (iz elementlerinin, ağır metallerin kaynaklarını ve hedeflerini) “makro” seviyeye (kayaç döngüsü, hidrolojik döngü gibi doğal sistemdeki olayları) çok geniş bir araştırmayı gerekli kılar (http://www.medicalgeology.org/PDF/MedGeo.pdf).

Medikal jeolojiyle ilgili yaklaşımlar su şekilde özetlenebilir: 1) Vücudun içine giren yabancı maddelerin ve girdiği ortamın petrografik ve mineralojik yöntemlerle çalışılması; 2) jeolojik çevre ve onun sağlıkla ilişkisinin çalışılması ve 3) antropojenik etkenlerin çalışması.

Mineraller ve mineral tozları: Kayaçların ve toprağın ana bileşeni olan mineraller doğal yollarla oluşmuş, inorganik, kristal yapıya sahip katılardır. Mineraller ve bunların sentetik benzerleri genellikle, aşındırıcı olarak, katalizör olarak, seramiklerde, doğal izolasyon malzemesi olarak, iyon-değiştirici, moleküllü elek, boya, yapı malzemesi, eczacılık gibi çok sayıda ve çok değişik endüstriyel alanlarda kullanılır. Günlük yaşantıda sürekli olarak minerallere maruz kalınırken, solunum yoluyla alındığında bazı minerallerin pnömokonyoz ve kanser gibi çeşitli akciğer hastalıklarına neden olduğu bilinmektedir. Özellikle 1900’lu yıllardan 1960’lara epidemiyolojik kanıtlar, asbest minerallerini solumanın fibrozis, akciğer kanseri ve mezotelyomaya neden olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda diğer bazı minerallerinde potansiyel akciğer için toksik olabilecekleri fark edilmiş ve gözlemler 1940, 1950 ve 1960’li yıllarda çeşitli mineral tozlarıyla ilişkili hastalıkların patolojisi üzerinde sayısız çalışmaya yol açmıştır (Guthrie & Mossman, 1993).

Trofosfer ve hidrosferde kaynakları yeryüzündeki çeşitli kayaçlar olan, doğal yolla oluşmuş, boyu yaklaşık 0,1- 30µm arasında değişen çok miktarda toz bulunur (Klein, 1993). Mineral tozlarıyla ilgili araştırmalarda mikroskobik özellikler, morfoloji, genel kimyasal kompozisyon, yapı çeşitleri ve mineral veya mineral gruplarının jeolojik oluşumu hakkındaki bilgiler çok önemlidir. Morfolojik ölçümler tane boyu, şekli ve dokuyu (uzunluğun çapa oranı ve/veya lifsi yapı) içerir ve optik mikroskobu, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak incelenir. Kimyasal kompozisyon genellikle TEM’e ve SEM’e bağlı Enerji Yayılım Spektroskopisi (EDS) ile yapısal bilgi ise TEM kullanarak elde edilir. Analitik Transmisyon Elektron Mikroskobu (ATEM), her bir toz tanesinin yarı-kantitatiften kantitatife karakterizasyonunu, morfolojik gözlemler ve kimyasal analizle sağlar. Ayrıca Elektron Prob Analizleri, Analitikal Elektron Mikroskobu, Tane İndüklenmiş X-Işını Salınımı (PIXE) ve İkincil İyon Kütle Spektrometresi (SIMS) mineral kompozisyonunu bulmada kullanılan yöntemlerdendir.

‘Minerallerin hastalığa neden olmasını sağlayan mekanizma nedir?’ sorusunu cevaplamak amacıyla, 1980’ler ve 1990’larda minerallere bağlı patogenez konusunda sayısız çalışma yapılmıştır (Guthrie & Mossman, 1993). Bu konudaki araştırmalarda biyolojik, biyokimyasal ve patolojik çalışmalar çok önemlidir ve yapılacak herhangi bir model, jeolojik ve jeokimyasal çalışmayı gerekli kılar, çünkü biyokimyasal olaylar mineral yüzeyinde veya yüzey yakınında oluşur. Dayanıklılık, çözünebilirlik, gerilme gücü, yüzey reaktivitesi, yüzey yapısı, yüzey yükü, mineral kompozisyonu ve mineral yapısı gibi etkenler minerallerin morfolojileriyle ilişkili çok çeşitli biyolojik tepkilerini açıklamak için gereklidir.

Minerallerin patojenliği onların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilişkilidir. Tipik olarak mineraller, mineral içeriği, mineral kompozisyonu ve/ veya mineral yapısı açısından heterojendir ve bu durum onların biyolojik özelliklerini etkiler. Bu heterojenlik mineralde önemli bir parçayı oluşturabilir; örneğin, çalışılan örnek %75 klinoptilolit (lifsi olmayan zeolit minerali) ve %25 eriyonit (lifsi zeolit minerali) içeriyorsa bu örneğin mezotelyomaya neden olma olasılığı %100 klinoptilolit içeren başka bir örnekten çok daha fazla olacaktır. Bununla birlikte çok küçük bir heterojenlik bile çalışılan örneğin özelliklerini önemli derecede etkiler; örneğin, az miktardaki asbestiform tremolit, krizotil madeni işçileri arasında mezotelyomanın nedeni olarak ileri sürülür. Küçük miktarlardaki metaller birçok zeolit mineralinin katalitik özelliklerini etkilerken mineralin ideal yapısındaki küçük sapmalar onun elektromanyetik özelliklerini değiştirebilir (Guthrie, 1993).

Tehlikeli mineraller ve mineral tozları: Doğal yollarla oluşan toz, direk olarak ortamın mineralojisini yansıtır. Yerkabuğunda yaygın olarak bulunan minerallerin tahmini hacim olarak yüzdesi %92 silikat mineralleridir. Minerallerin çoğu genellikle ince taneli ya da eşit büyüklükte, bazıları tabakamsı ve bazıları da diğerlerine göre kısa ve kalındır. Az sayıda ve diğerlerine göre daha seyrek bulunan mineral grupları, eğer ortamdaki toz içinde çok yüksek konsantrasyonda bulunuyorsa ve bunların çoğu lifsi bir yapıya sahipse, sağlık açısından tehlike oluştururlar. Aşağıda böyle mineral gruplarından bazıları verilmiştir (Klein, 1993).

Amfibol grubu mineralleri genellikle uzun prizmatik ya da iğnemsi kristal yapı gösterirlerken bazıları da seyrek jeolojik oluşumlarda asbestiform olabilir. Amfibol minerallerinin kompleks kimyası çok yoğun ‘katı eriyik’ göstermelerinin bir sonucudur. Rebekit ve bunun asbestifom çeşidi krosidolit sodyumca zengin amfibollerdendir. Ticari olarak kullanılan asbestiform amfiboller krosidolit (rebekite benzer kompozisyonda) ve amosittir (gruneritin asbestiform çeşidi). Amosit ve krosidolit mineral isimleri sırasıyla kahverengi ve mavi amfibol asbeste karşılık gelir. Amosit ve krosidolit morfolojik ve mineralojik açıdan krizotile göre biyolojik olarak dirençli ve biyokimyasal olarak da daha reaktiftir (Gibbons, 1998). Çok az bir miktarı bile kanserojen olarak kabul edilen amosit ve krosidolit daha çok Güney Afrika’da Prekambriyan yaşlı, bantlı demir depozitleri içinde, daha az olarak da batı Avusturalya’da bulunur ve sağlık açısından Güney Afrika için çok ciddi bir tehlikedir (Gibbons, 2000). Asbestiform olarak oluşabilecek diğer amfibol grubu mineraller antofillayt, tremolit ve aktinolittir. Tremolit ise tek başına mezotelyoma oluşumunda büyük bir risk oluşturur.

Krizotil, antigorit ve lizardit ile birlikte üç polimorf silika mineralinden biridir ve serpantin grubu minerallerini oluştururlar. Bu üç mineral arasındaki ana farklılık 1:1 tabakalarının yapısından kaynaklanır. Lizarditte bu tabakalar düzlemsel; krizotilde 1:1 tabakalar x-eksenine paralel dar tüpler şeklinde gelişen kosantrik olarak sarmal ve antigoritte 1:1 tabakaları dalgalı-kıvrımlıdır. Ticari anlamda beyaz asbest diye tanımlanan krizotil, yaklaşık olarak tüm asbestlerin %95’ini oluşturur. Krizotil akciğerde krosidolit, amosite ve tremolite göre daha kısa süre kalır ve genellikle değişik oranlarda tremolitle birlikte bulunur. Amfibol lifleri krizotile göre çok daha kanserojendir (McDonald ve diğ., 1999; 2001). Güney Afrika’daki krizotil madeni çalışanlarında mezotelyoma görülmemesi, buradaki madenlerin Kanada’daki krizotil madenlerinde olduğu gibi büyük oranda tremolit içermemesiyle açıklanır (Rees ve diğ., 2001).

Derinlik ve başkalaşım kayaçlarının kimyasal alterasyonu sonucu oluşan diğer tabakalı silikat minerallerinin toprakta çok yaygın bulunanları kaolinit, montmorillonit ve vermikulittir; düşük derecede başkalaşım kayaçlarında ise talk şist, muskovit (serizit) şist ve klorit şistlerdir. Çoğu tabakalı silikat mineralleri çok küçük (µm seviyesinde) tane boylarındadırlar ve genellikle yapraksı dokuya sahiptirler.

Silika grubu mineraller içinde kuvars ve onun mikrokristalin çeşidi çört doğada en yaygın olanıdır. Kuvars hem parçalanmaya hem de kimyasal bozuşmaya karşı çok dayanıklıdır ve bu özelliği onu toprak, kum ve çakılların en önemli birleşeni yapar.

Zeolit grubu minerallerden sadece bazıları (natrolit, sabazit, heulantit ve stilbit) kayaç oluşturan minerallerdendir. İskelet yapısında çok fazla boşluk bulundurmaları zeolitlerin endüstride çok yoğun olarak kullanılmalarına neden olur. Çoğu zeolit minerali tabakamsı, eş tane boylu veya lifsi morfoloji gösterirler. Sadece çok seyrek bulunan bazı zeolitler (rodingit, mazit, eriyonit ve mordenit) ince lifsi dokuya sahiptir ve bunların taneleri bazı durumlarda sağlık açısından tehlike yaratır. Fach ve arkadaşları çalışmalarında (2002) eriyonit ve mordeniti karşılaştırmışlar, eriyonit ve mordenit benzer fiziko-kimyasal özelliklere sahip olsalar da, eriyonitin mordenite göre çok daha fazla toksik olduğu, 6µg/cm2‘den daha fazla miktarının mutajenik risk taşıdığını ve bu riskin ferrous demirle ciddi olarak arttığını göstermişlerdir. Eriyonit dünyada çeşitli bölgelerde bulunur, fakat en ciddi sağlık tehlikesi Türkiye’de İç Anadolu’da bazı köylerde görülür (Barış, 1987).

Mineral ve mineral tozları ile ilgili belli başlı hastalıklar
Asbest: Asbest terim olarak, doğal olarak oluşmuş, dirençli ve eğilebilme özelliği olan lifsi (<1µm çapında) silikatlara denir (Gibbons, 1998). Bu özellikleri nedeniyle yaklaşık 4500 yıldan bu yana işletilir ve bu durum insanların büyük oranda asbeste maruz kalmalarına neden olmuştur. Krizotil en yaygın asbest çeşididir. Bunu amosit ve krosidolit izler. Bu minerallerden ayrı, diğer bazı doğal minerallerde lifsi yapıya sahip olabilir (örneğin eriyonit gibi bazı zeolitler, vollastonit, palygorsgit [atapulgit], sepiolit) ve bunların çoğu endüstride kullanılır.

Antik çağlardan bu yana kullanılmakta olan asbest liflerinin, asıl endüstriyel kullanımı ise 1878’de Quebec’te krizotil madeninde başlamış, bunu 1910’da krosidolit madenciliği ve 1916’da Güney Afrika’da amosit madenciliği izlemiştir. Asbestle ilişkili hastalıkların ilk fark edilişi 1907’den sonradır ve 1920-1950 arası asbest çalışanları arasında tanımlanan akciğerde fibrozis, kanser, malign mezotelyoma ile ilgili bilgiler rapor edilmiştir (Leman ve diğ. 1980). Yaygın olarak, asbest solumakla bu hastalıkların ilişkisinin kabulü ancak 1950’lerde ve 1960’larda bu çeşit vakaların asbest çalışanları arasındaki epidemiyolojik araştırmaları sonucunda mümkün olmuştur (Checkoway ve diğ. 1989). Asbestle ilgili hastalıklar asbestosis, plevral plaklar, diffüz malign mezotelyoma, ve özellikle sigara kullananlarda artan akciğer kanseri riskidir (Graighead ve diğ., 1982; Kane, 1993; Shukla ve diğ., 2003).

Çoğu maden işçisi, değirmenci, taş ocağı ve tünel gibi yerlerde çalışanlar, tarım isçileri mesleksel olarak, asbestten başka mineral tozlarına da maruz kalırlar. Bu işçiler eğer yeterli yoğunlukta ve sürede bu tozları solurlarsa, pnömokonyoz ve bazı durumlarda da malign neoplazmlar, özellikle akciğer kanseri oluşabilir.

Silika mineralleri ve amorf silika: Kuvars (kalsedon dâhil), kristobalit, moganit, tridyemit, melanoflogit, koesit ve sistovit doğal oluşmuş kristalin silika mineralleridir ve iz miktarlarda Al, Fe, Mn, Mg, Ca, ve Na bulundururlar. Kristal olmayan silika (amorf silika), çeşitli volkanik kayaçlarda bulunan doğal cam ve sentetik cam (füme silika, fiber glass, mineral yünü gibi) içerir. Opal, doğal oluşan sulu silikadır; genellikle amorf ya da yaklaşık olarak amorftur. Amorf silikadan oluşmuş tozlar (fiber glass dışında) insan sağlığı üzerinde tehlikeli değildir. Silika tozlarıyla ilişkili hastalıklar, silikosiz, silikotüberküloz ve kanserdir (Ross ve diğ. 1993).

Kömür: Alüminyum silikat, karbonatlar, sülfitler ve silika gibi çok sayıda değişik mineral gruplarını içerir. Kömür çeşidine, miktarına ve mineralojik özelliklerine (metal içeriği, silika miktarı, ve silika tanelerinin killerle kaplanmış olup olmaması gibi) bağı olarak değişik sağlık sorunlarına neden olur (Finkelman ve diğ. 2002). Kömürün yakıt olarak kullanılması sonucu, özellikle Çin’de görüldüğü gibi As, F, Se, ve Hg’nin neden olduğu sorunlar; yeraltısularının Pliyosen yaşlı linyitlerden toksik organik bileşikleri ayrıştırması sonucu gelişen ve Sırbistan, Romanya, Bulgaristan, Hırvatistan, Bosna ve Kosova’nın bazı bölgelerinde görülen, bir böbrek hastalığı olan Balkan Endemik Nefropatisi (BEN) ve kömür tozu solunması sonucu, kömür madencilerinde “Siyah akciğer hastalığı” olarak bilinen “Kömür İşçisi Pnömokonyozu” ve silikozis hastalıkları gelişir. Madenciler arasında görülen mide kanseri, akciğer kanserine göre çok daha fazladır (Enterline, 1964; Rooke ve diğ., 1979; Ross ve diğ., 1993; Kuempel ve diğ., 1995).

Jeolojik çevre: Jeolojik çevreyi, 1) elementlerin jeolojik ortamlarda doğal olarak oluşması ile (örneğin, element eksikliği ya da fazlalığı ile ilgili olarak); 2) doğal afetler sonucu (örneğin, volkanik patlamalar, deprem, toprak kaymaları, seller) ortaya çıkan elementlerle ilişkili olmak üzere iki grupta tartışmak mümkündür.

Bölgesel element içeriği üzerinde doğrudan etkisi olan bölge jeolojisi, çevredeki toprak, su ve havadaki elementleri besler ve sonuçta bu durum, elementlerin yoğunluğuna ve çeşitliliğine bağlı olarak, aynı çevredeki insan, hayvan ve bitkiler üzerinde olumlu veya olumsuz etkilere neden olabilir. Günümüzde gelişmiş ülkelerde, gıdalardaki element dağılımı, çok değişik yerlerden gelen, jeokimyası tamamen farklı topraklarda yetişen gıdalar olması nedeniyle, çok çeşitlilik gösterir. Bu şekilde çok kompleks bir kaynak mekanizması oluştuğundan element azlığı ya da toksisiteye alınan gıdada seyrek olarak rastlanır. Ayrıca, genellikle topraktaki element dengesizliği, etkilerinin büyümesinden önce düzeltilir (Underwood, 1979; Plat ve diğ., 1998; Bowman ve diğ., 2003).

İnsan vücudunun %99’dan fazlası oksijen, karbon, hidrojen, nitrojen, kalsiyum ve fosfordan oluşur. Diğer pek çok element kayaçlarda olduğu gibi insan vücudunda da bulunur, fakat bunlar iz elementler olarak çok küçük konsantrasyonlardadır (yaklaşık 10-100 ppm ya da daha az). Bu elementlerdeki çok az bir eksiklik bile ciddi hastalıklara neden olabildiği gibi çok az bir miktar zehirleyici olabilir. İnsan, hayvan ve bitki sağlığı; Ca, Cr, Cu, Fe, Se gibi hem çok gerekli olan, hem de As, Hg, Pb gibi toksik elementlerin alınmasını gerektirir. Bu çeşit elementler değişik konsantrasyonlarda ve formlarda atmosferde, litosferde ve hidrosferde bulunur. Gerekli her element için bütün organizmalar özel tolerans aralığına ve yeterli miktarda ve güvenli oranda bunlara almaya gereksinim duyarlar. Elementlerin konsantrasyon değerleri “doz tepkisi eğrisi” diye tanımlanan eğriyle temsil edilir ki bu, eksiklik ya da toksisite seviyelerini gösterdiği gibi, sağlık için gerekli olan elementlerin ideal miktarlarını da gösterir. Herhangi bir element için bu eğri, organizmadan organizmaya değişiklik gösterir, fakat eksiklik, ideal miktar ve toksisitenin temel prensibi aynı kalır. Örneğin, mavi-yeşil alglerin fotosentezi için gerekli olan V insanlar için çok toksiktir (Bowman, ve diğ., 2003).

Doğal afetlerin çeşidi sağlık üzerindeki etkilerinin boyutlarını da etkiler. Örneğin, volkanlar ve depremlerin, kül ve mağmanın çıkmasıyla canlılar üzerinde doğrudan etkisi vardır. Yer kaymalarının tetiklediği çevreye element girdisi ve elementlerin hareketliliği, toksik elementlerin miktarına ve yoğunluğuna bağlı olarak, kısa ya da uzun vadede sağlık problemlerine yol açabilir. Aynı zamanda doğrudan risk dolaylı riske dönüşebilir; örneğin, volkanik kül organizmaların akciğerini doğrudan etkiler, fakat yerleşim yerinde çevreye yeni elementleri de ekleyeceği için olasılıkla gıda zinciri içine tehlikeli elementleri de sokacaktır. Volkanizma ve buna bağlı hidrotermal aktiviteler metallerin ve diğer potansiyel tehlikeli kirleticilerin yeryüzeyine çıkmasına neden olur. Açığa çıkan böyle elementlerin yıllık tahmini miktarı 9.000 tondur (Hinkley ve diğ., 1999). Volkanik patlamaların doğrudan etkisi solunum sistemi sorunlarından ölüme kadar her türlü etkiyi içerirken, dolaylı olarak da musonların tetiklediği yer kaymalarından toprak kirlenmesine kadar çeşitlilik gösterir.

Volkan patlamaları ve volkanik kül hem kısa dönemde hem de uzun dönemde çok ciddi akciğer sorunlarına yol açar, silikozise neden olur. Volkanik kül, volkanların kompozisyonuna ve patlamanın çeşidine göre kristobalit içerebilir. Kristalin silikaya uzun süreli maruz kalma silikozis ve malign akciğer hastalığı ile sonuçlanır (Baxter ve diğ., 1999; Wakefield, 2000). Depremlerin de insan ve hayvan sağlığı üzerinde doğrudan ve özellikle medikal jeolojinin odaklandığı dolaylı etkileri vardır. Bunların çoğu depremlerin tetiklediği toprak kaymalarıyla, elementleri ve diğer potansiyel risk ajanlarını tekrar hareketlendirmesiyle olur.

Antropojenik etkenler: İnsanlar jeolojik çevreyi çok çeşitli nedenlerle (toprak, su, hava kirliliği, maden araması ve işletmesi, radyoaktivite gibi) bozarlar ve bunun sonucunda yeni sağlık riskleri ortaya çıkar. Bir çok çalışma hastalıkların (kardiyovasküler patoloji, malign neoplazmalar, travma, genetik anomaliler gibi) oluşumunda ve dağılımında kirlilik, kentleşme, bilimsel ve teknolojik ilerlemedeki olumsuz sonuçlarla ilişkili olduğunu göstermiştir. Yeryüzünde yaşam şartları olumsuz çevresel etkilerle (CO2 konsantrasyonundaki artış; ozon tabakasının delinmesi, dünyada çeşitli bölgelerde ciddi zarara yol açan asit yağmurları; doğal kaynakların dikkatsizce kullanımı; toprak, su, bitki ve hayvanlardaki pestisitler ve ağır metal radyonuklidlerin etkisi; ormanların yok edilmesi; erozyon ve çölleşmenin yaygınlaşması; biyo çeşitliliğin azalması gibi) sürekli bozulmaktadır. Bunların etkisi özellikle organizmaların genetik yapısında ve fizyolojik bütünlüğü üzerinde çok ciddi boyutlardadır (Komatina, 2004).

Elementlerin organizmaya geçiş yolları
Vücuttaki iz elementlerin en önemli kaynağı yeryüzü, genellikle de kayaçlardır. Soluduğumuz hava da bazı elementlerin kaynağıdır. İz elementler vücut içinde çok değişik şekillerde kendilerine yol bulurlar ve bu yol boyunca iz element konsantrasyonu tekrar şekillenir. Kayaçlar bozuşarak toprağa dönüşürken çoğunlukla bazı kimyasal bileşenlerini kaybederler bazen de kazanırlar. Toprak ayrışma ile bazı elementlerini kaybederken tarımsal kimyasallar ve kirleticiler eklenebilir. Ekinler büyümeleri için gerekli olan elementleri seçerek topraktan alırlar; hayvanlarsa beslenmek için seçtikleri bitkiler aracılığıyla bu seçimden etkilenir. Yiyeceklerimizin daha sonraki işlenme ve depolama yöntemleri de ayrıca bunların kompozisyonunda değişikliklere neden olur. İçtiğimiz suyun içindeki iz elementler de kayaçlardan ve topraktan ayrışmışlardır. Aynı zamanda da kirlenmiş olabilir ya da kimyasal olarak biz içmeden önce işlem görmüş olabilir.

Medikal jeolojide kullanılan bazı teknikler
Özellikle batı Avrupa ülkelerinde bazı önemli hastalık grupları (kanserler, merkezi sinir sistemi ile ilişkili hastalıklar ve kardiyovasküler hastalıklar) haritalanmış, genetik özelliklerle veya genetik ya da diyete bağlı farklılıklarla kolaylıkla açıklanamayan ve bölgeden bölgeye çok büyük değişiklikler gösteren hastalıklar rapor edilmiştir. Haritalamadaki yaklaşım su hipoteze bağlıdır: eğer çevresel ilişki bir bölgede pozitif ise bununla jeolojik olarak benzer başka bir yerde de pozitif olması beklenir. Eğer değilse neden olmadığı araştırılmalıdır (Davies ve diğ., 2005).

Günümüzde, coğrafi bilgi sistemleri (GIS), uzaktan algılama (Remote Sensing) uyduları ve diğer teknikler biliminsanlarına hastalıkların coğrafik ilişkisi ile hastalıkların oluşumu, hastalık ajanlarının değişik vektörleri, popülasyon içindeki oluşumu gibi konular arasındaki ilişkiyi açıklıkla görmelerinde birer araçtır (Aronoff, 1989). Veritabanları arasında özellikle medikal jeoloji araştırıcılarının kullanabileceği veri çeşitleri, yerbilimleri/yerle ilişkili veriler ve biyomedikal/sağlıkla ilişkili verilerdir. Bu tür bir araştırma medikal jeolojinin çok farklı, yenilikçi bir bilim dalı olmasını sağlar. Bu yaklaşım, daha önce fark edilmemiş olabilen, çevresel faktörlerle insan sağlığı ile ilgili bilgiler arasındaki bağlantıyı fark ederek yeni bakış açıları sunmaya yol açar ve sonunda yeni uygulamalara ve politikalara dönüşebilir, problemlerin çözümünde yeni yöntemlerin bulunmasına neden olabilir.

Tehlikeli elementlerle çevresel etkileşime örnekler
Bazı elementler ve minerallerle ilişkili olarak, Türkiye’de çeşitli bölgelerde tehlikeli sonuçlar doğuran ya da ciddi sağlık riskleri taşıyan bölgelere ait çok sayıda örnek vardır (Atabey, 2005). Burada bunlardan bazıları medikal jeoloji çalışmalarının özellikle gelişmekte olan ülkeler ve Türkiye için ne kadar büyük bir önem taşıdığını vurgulaması açısından verilecektir.

Kütahya Emet civarında önemli bir bor rezervi ve işletmesi bulunmaktadır ve bölge jeolojisini oluşturan tüfler, tüfitler, kireçtaşları ve killerde yüksek oranda bor, arsenik, kükürt ve stronsiyum bulunmaktadır (Helvacı & Firman, 1977; Helvacı, 1986). Kullanılan sular Emet ilçe merkezine yıllarca arsenikçe zengin bir jeolojik yapıdan getirilmiştir. Bor yatağına çok yakın bir başka köyde de içme suyu hala arsenikçe zengin kayaçlardan elde edilmekte olup köy halkında el ayası ve ayak tabanlarındaki deri bozukluğu (keratozis) gözlemlenmiştir (Barış, 2003c).

Konya Sızma’da terkedilmiş bir madenden sızan sular, yüzey ve yeraltı sularında demir, bakır, arsenik, cıva ve sülfat kirlenmesine neden olmuştur. Ağır metal kirliği bölgedeki olağan dışı hayvan ölümlerine ve ayrıca köylülerde görülen duyma, körlük gibi sorunlara neden olmuş olabilir (Güzel ve diğ., 1998)

Türkiye’de Eskişehir Beylikova Kızılcaören köyü, Uşak Eşme Güllü köyü, Isparta ve Tendürek volkanı çevresi su alanları yüksek oranda flor içeren bölgelerdir (Atabey, 2005). Isparta’daki yaygın olarak görülen dişlerdeki lekeli yapıya sulardaki flor neden olur. Ancak 1995 yılından bu yana şehir merkezine gelen içme suyunun kaynağı değiştirilmiş ve Eğridir Gölü’nden getirilmeye başlanmıştır (Oruç, 1983).

Sağlık Bakanlığı’na göre Türkiye’nin batı bölgelerinde hafif, İç Anadolu ve Doğu Anadolu bölgelerine doğru gittikçe artan iyot eksikliği görülür. İyot eksikliği tiroid bezlerini etkileyerek hipotiroid (guatr) hastalığına neden olur, daha ileri aşaması ise kretinizmdir ve fiziksel ve zihinsel gerilik, sağırlık, dilsizlik gibi belirtiler gösterir (Atabey, 2005).

Tuz Gölü’nde yapılan kimyasal analizlerde evsel ve endüstriyel atıklardan oluşan biyolojik kirlilik oluşmuş ve limitlerin üstündeki değerlerde nitrit, amonyum, fosfat ölçülmüştür (Atabey, 2005).

Türkiye genelinde derlenen analizlerin sonuçlarına göre Tersiyer yaşlı kömürlerde As, Cd, Co, Cr, Mn, Ni, Se, Tl, U ve V dünya ortalamalarının üzerinde bulunmuştur (Tuncali ve diğ, 2002).

Lifsi minerallerin neden olduğu sorunlarla ilgili olarak, dünyada milyonda bir görünen mezotelyoma Türkiye’de özellikle bazı yörelerde (Tuzköy, Karain, Sarıhıdır) 1000 kat fazla görülmektedir. Bazı durumlarda plevral ve peritoneal mezotelyoma ile birlikte lenfoma, karaciğer kanseri, kemik sarkomu gibi mezotelyoma dışı tümörlerde görülmektedir (Barış, 2002, 2003a). Araştırmalar, kanser oluşmasındaki etkili faktörün eriyonit olduğunu gösterirken bununla birlikte genetik yatkınlığında etkili olabileceği belirtilir (Barış, 2003a).

Sonuçlar
Medikal jeoloji insan ve hayvanların içinde bulunduğu doğal ve antropojenik çevreyi ve içinde bulunulan çevreyle ilişkili olabilecek sağlık sorunları arasındaki ilişkiyi anlamaya ve sorunları çözmeye çalışır. Medikal jeoloji tüm yerküreyi inceler ve ekosistem sağlığı ile ilgilenir. Günümüzde doğal çevre ve sağlık arasındaki ilişki tüm dünyada kabul edilmiş durumdadır. Bölgesel jeolojiye bağlı insan ve hayvanlardaki sağlık sorunları hemen her kıtada görülür ve bu Bangladeş’te yeraltısuyundaki arsenik kirliliğinden Kanada’da sığırlardaki molibdenozis’e kadar çeşitlilik gösterir.

Medikal jeoloji çalışması iz elementlerin varlığı ya da yokluğunu inceler. Jeokimyasal verilerle hastalık dağılımı arasındaki uygunluk, bu ikisinin birbiriyle çok yakından ilişkili olduğunu gösterir. Belli hastalıkların oluşmasındaki sıklık bölgeden bölgeye değişir; bazı yerlerde çok yaygınken bir başka yerde olmayabilir. Medikal jeologlar bundan böyle çevresel faktörlerin ve hastalıkların bölgesel çakışmalarına dikkat çekmenin de ilerisine geçebilirler. Sürekli gelişen hesaplama yöntemleri ve kapasiteyle, çok gelişmiş istatistiksel yöntemler GIS’le birleştirilip, değişik metodların avantajları kullanılabilir ve yeni uygulamalar ve politikalarla sağlık sorunlarının çözümünde yeni yöntemlerin bulunması sağlanabilir.

Kaynaklar
1. Aronoff, S. 1989. Geographic information systems: a management perspective. WDL Publications, Ottawa, Canada.
2. Atabey, E. 2005. Tıbbi Jeoloji. TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, 88, 194s.
3. Barış, Y.I. 1987. Asbestos eriyonit related chest diseaes. Semih Ofset Matbaacılık Ltd. Ankara, Turkey, 169s.
4. Barış, Y.I. 2002. Türkiye’de asbest ve fibröz zeolit (eriyonit) ile ilgili akciğer hastalıkları. In: “Beslenme, Çevre ve Kanser Sempozyumu Bildiri özetleri”, 31 Mart- 3 Nisan, Ankara, 22-23.
5. Barış, Y.I., 2003b. “Anne bana kerpeteni getir” Anadolu’nun bilinmeyen akciğer ve karın zar kanseri. Bilimsel Tıp Yayınevi, Ankara, 224s.
6. Barış, Y.I., 2003a. Let’s this doctor as a hostage. Design and Production Amazon AB. Printed in Sweden , April, 2003. 128s.
7. Baxter, P.J., Bonadonna, C., Dupree, R., Hards, V.L., Kohn, S.C., MurphyM.D., Nichols, A., Nicholson, R.A., Norton, G., Searle, A., Sparks, R.S. & Vickers, B.P., 1999. Cristobalite in volcanic ash of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat, British West Indies. Science, 283, 1142- 1145.
8. Bowman, C.A. Bobrowsky, P.T. & Selinus, O. 2003. Medical geology: new relevance in the earth sciences. Episodes, 270- 278.
9. Checkoway, H., Pearce, N. & Crawford-Brown, D.J., 1989. Research methods in occupational epidemiology. Oxford univ. Press., New York, 3-17, 46-71.
10. Craighead, J.E. Abraham, J.L., Churg, A., Green, F.H.Y., Kleinerman, J., pratt, P.C., Seemayer, T.A., Vallayathan, V. & Weill, H., 1982. The pathology of asbestos-accosiated diseases of the lungs and pleural cavities: diagnostic criteria and proposed grading schema. Arch. Pathol. Lab. Med., 106, 544-596.
11. Davies, B.E. Bowman, C., Davies, T.C. & Selinus, O., 2005. Medical geology: perspectives and prospects. In: “Essentials of Medical Geology: Impacts of the Natural Environment on Public Health”, O. Selinus, B. Alloway, J.A. Centeno, R.B. Finkelman, R. Fuge, U. Lindh & P. Smedley (Eds.), Elsevier, London, Paris, 1- 14.
12. Eaton, D.L. & Robertson, W.O., 1994. Toxicology. In: “Textbook of Clinical Occupational and Environmental Medicine”, L. Rosenstick & M.R. Cullen (Eds.), W.B. Saunders Company, 116- 117.
13. Enterline, P.E. 1964. Mortality rates among coal miners. Am. J. Publ. Health, 54, 758-771.
14. Fach. E. Kristovich, R., Long, J.F., Waldman, W.J., Dutta, P.K. & Williams, M.V., 2002. The effect of iron on the biological activities of erionite and mordenite. Environ. International, 1037, 1- 8.
15. Fergusson, J.E. 1990. The Heavy Elements: chemistry, environmetal impact and health effects. Pergamon Press, 614s.
16. Foster, H.D. 2002. The geographyof disease family trees: the case of selenium. In: “Geoenvironmental Mapping: Methods, theory and practice”, P.T. Bobrowsky (Ed), A.A. Balkema, 497- 529.
17. Finkelman, R.B. Skinner, H.C.W. Plumlee, G.S. & Bunnell, J.E, 2001. Medical Geology. Geotimes, 20- 23.
18. Finkelman, R.B., Orem, W., Castranova, V., Tatu, C.A., Belkin, H.E., Zheng, B., Lerch, H.E., Maharaj, S.V. & Bates, A.L., 2002. Health impacts of coal and coal use: possible solutions. Intern. J. Coal Geol., 50, 425-443.
19. Gibbons, W., 1998. The exploitation and environmental legacy of amphibole asbestos: a late 20th century overview. Environ. Geochem. Health, 20, 213-230.
20. Gibbons, W., 2000. Amphibole asbestos in Africa and Australia: geology, health hazard and mining legacy. J. Geol. Soc., London, 157, 851-858.
21. Güzel, A., Nalbantçılar, M.T., Yıldırım, O.S., Murathan, A. & Gökay, M.K., 1980. Contamination around abondoned Sızma (Turkey) mercury mine. In: “1. Inernational Workshop on Enviromental Quality and Environmental Engineering in the Middle east Region”, Bahadır & Burdurlu (Eds), Konya, 601- 608.
22. Helvacı, C., 1986. Stratigraphic and structural evaulation of the Emet borate deposits, Western Anatolia. Dokuzeylül Univ. Faculty of Eng. & Architecture Research papers,
MM/JEO- 86 AR.008.
23. Helvacı, C. & Firman, R.J., 1977. Emet borat yataklarının jeolojik konumu ve mineralojisi. Jeoloji Mühendisliği, 2.
24. Hinkley, T.K., Lamothe, P.J., Wilson, S.A., Finnegan, D.L. & Gerlach, T.M., 1999. Metal emission from Kiauea, and suggested revision of the estimated worldwide metal output by quiescent degassing of volcanoes. Earth Planet. Lett., 170, 315-325.
25. Hong, S., Candelone, J.P., Patterson, C.C. & Boutron, C.F., 1994. Greenland ice evidence of hemisphere lead pollution two millennia ago by Greek and Roman civilizations. Science, 1841- 1843.
26. http:// www.medicalgeology.org/PDF/MedGeo.pdf.
27. Jr. Guthrie, G.D. , 1993. Mineral characterization in biological studies. In: “health Effects of Mineral Dusts”, Mineralogical Society of America, 28, 251- 273.
28. Jr. Guthrie, G.D. & Mossman, VB.T., 1993. Merging the geological and biological sciences: an integrated approach to the study of mineral-induced pulmonary diseases. In: “health Effects of Mineral Dusts”, Mineralogical Society of America, 28, 1- 5.
29. Komatina, M.M., 2004. Medical Geology: Effects of geological environments on human health. Serbian Geological Society, Belgrad, Paris, Oxford, 488s.
30. Kane, A.B., 1993. Epidemiology and pathology of asbestos-related diseases. In: “Health Effects of Mineral Dusts”, Mineralogical Society of America, 28, 347- 359.
31. Klein, C., 1993. Rocks, minerals and a dusty world. In: “health Effects of Mineral Dusts”, Mineralogical Society of America, 28, 7-59..
32. Kuempel., E.D., Stayner, L.T., Attfield, M.D. & Bruncher, C.R., 1995. Exposure response analysis of mortality among coal miners in the United States. Am. J. Ind. Med., 28, 167-184.
33. Lag, J., 1990. General survey of geomedicine. In: “Geomedicine”, J. Lag (Ed), CRC Press, 1-24s.
34. Lemen, R.A., Dement, J.M. & wagoner, J.K., 1980. Epidemiology of asbestos-related diseases. Environ. Health Perp., 34, 1-11.
35. Liang, Y.X., Fu, H. & Gu, X.Q., 1998. Asian-Pasific Newsletter, 2, www.occuphealth.fi/info/asian/ap298/Liang&Gu.htm.
36. McDonald, J.C., McDonald, A.D. & Hughes, J.M., 1999. Chrysotile, tremolite and fibrogenicity. Ann. Occup. Hyg., 43/7, 439-442.
37. McDonald., Amstrong, B.G., Edwards, C.W., Gibbs, A.R., Lloyd, H.M., Pooley, F.D., Ross, D.J. & Rudd, R.M., 2001. Case-referent survey of young adults with esothelioma: I. Ling fibre analyses. Ann. Occup. Hyg.,45/7, 513-518.
38. Nriagu, J.O., 1983. Lead exposure and lead poisining, in lead and lead poising in Antiquity. John Willey & Sons, 309- 424.
39. Oruç, N., 1983. Doğu Beyazıt yöresinde bazı su kaynaklarında spektrometrik ve potentiometrik yöntemlerle florür miktarlarının araştırılması. Doğa ve Çevre Bilim Dergisi, 7.
40. Plant, J., Baldock, J., Haslam, H. & Smith, B., 1998. The role of geochemistry in environmental and epidemiological studies in developing countries. Episodes, 21, 19-27.
41. Rees., D., Phillips, J.I., Garton, E. & Pooley, F.D., 2001. Asbestos lung fibre concentrations in south African chrysotile mine workers. Ann. Occup. Hyg.,45/6, 473-477.
42. Rooke., G.B., Ward, F.G., Dempsey, A.N., Dowler, J.B. & Whitaker, C.J., 1979. Carcinoma of the lung in Lancashire coal miners. Thorax, 34, 229- 233.
43. Ross, M., Nolan, R.P., Langer, A.M. & Cooper, W.C., 1993. Health effects of mineral dusts other than asbestos. In: “health Effects of Mineral Dusts”, Mineralogical Society of America, 28, 360- 407.
44. Selinus, O., 2002. Medical geology: Method, theory and practice. In: “Geoenvironmental Mapping: Methods, theory and practice”, P.T. Bobrowsky (Ed), A.A. Balkema, 473- 496.
45. Shukla., A., Gulumian, M., Hei, T.K., Kamp, D., Rahman, Q. & Mossman, B.T., 2003. Serial review: role of reactive oxygen and nitrogen species (ROS/RNS) in lung injury and diseases. Free Radical Biology & Medicine, 34/9, 1117- 1129.
46. Tuncali, E. Çiftçi, B. Yavuz, N., Toprak, S., Köker, A., Gencer, Z., Aycık, H. & Şahin, N., 2002. Türkiye tersiyer kömürlerinin kimyasal ve teknolojik özellikleri. MTA Yayınları, 401s.
47. Underwood, E.J., 1979. Trace elements and health: an overview. Phil.Trans., Royal Society of London, 288, 5-14.
48. Wakefield, J. 2000. An eruption of Silicosis. Environ. Health Perspectives, 108, A300.

Yukardaki yazı Ulusal Kanser Danışma Kurulu’nun sayfasında yayınlanan bir kitapçıktan alınmıştır ve metnin tüm hakları Azize Pırıl Önen’e (ODTÜ Jeoloji Mühendisliği) aittir.

Evrimin İzleri: Yürüyen Balık Protopterus annectens

Hayat suda başladı. Peki karaya nasıl sıçradı? Biliminsanları Afrikalı akciğer balığını yürürken görüntüledi. Çekilen videoda bu balık, iki uzun arka yüzgecini akvaryumun tabanında arka ayak gibi kullanırken görülüyor. Ön yüzgeçler ise hareketsiz kalıyor ve hayvanın gövdesi, sadece arka yüzgeçlerin yardımıyla ileriye ittiriliyor.

Biliminsanlarına göre bu görüntüler, yürüme konusunda “ilk adımların” karada değil, bu balığa benzer türler tarafından suda atıldığına işaret ediyor. Bir diğer deyişle akciğerli balık, evrim sürecinde su canlıları ile kara canlıları arasındaki halkanın nasıl oluşmuş olabileceğinin canlı göstergesi.

Bulguları PNAS dergisinde yayınlanan araştırmada akciğerli balık Protopterus annectens türü incelenmiş (erişime açık alan makalenin özü aşağıda). Çünkü bu balıklar, tetrapodlar (dört üyeliler ya da dört ayaklılar) olarak bilinen, insanlar, kuşlar, memeliler ve sürüngenlerin dâhil olduğu dört kol ve bacaklı, omurgalı kara canlılarıyla ciddi benzerlikler gösteriyor. Araştırmacıların amacı evrim halkasındaki en büyük değişimlerden birinin nasıl yaşandığını anlamakmış.


Click to enlarge! Alternating and synchronous pelvic fin gaits in P. annectens. A and B illustrate two bouts of bipedal locomotion. Angles are 2D and are relative to the body wall. An angle of 0° indicates that the fin is adducted in the direction of the head; an angle of 180° indicates adduction in the direction of the tail; an angle of 90° indicates that the fin is perpendicular to the body wall. Fin contacts with the substrate are indicated by an x or *. (A) Alternating pelvic fin gait (x steps); duration 8.48 s. (B) Alternating pelvic fin gait, with a discrete transition to a synchronous pelvic fin gait (* steps); duration 11.18 s.

Behavioral evidence for the evolution of walking and bounding before terrestriality in sarcopterygian fishes
Tetrapods evolved from sarcopterygian fishes in the Devonian and were the first vertebrates to colonize land. The locomotor component of this transition can be divided into four major events: terrestriality, the origins of digited limbs, solid substrate-based locomotion, and alternating gaits that use pelvic appendages as major propulsors. As the sister group to tetrapods, lungfish are a morphologically and phylogenetically relevant sarcopterygian taxon for understanding the order in which these events occurred. We found that a species of African lungfish (Protopterus annectens) uses a range of pelvic fin-driven, tetrapod-like gaits, including walking and bounding, in an aquatic environment, despite having a derived limb endoskeleton and primitively small, muscularly supported pelvis. Surprisingly, given these morphological traits, P. annectens also lifts its body clear of the substrate using its pelvic fins, an ability thought to be a tetrapod innovation. Our findings suggest that some fundamental features of tetrapod locomotion, including pelvic limb gait patterns and substrate association, probably arose in sarcopterygians before the origin of digited limbs or terrestriality. It follows that the attribution of some of the nondigited Devonian fossil trackways to limbed tetrapods may need to be revisited.

Heather King (Şikago Üniversitesi) “Evrimdeki çok önemli olaylardan biri, bundan 360 milyon yıl önce balık türü şeylerin tetrapodlara dönüşmesi, sudan karaya çıkmasıydı.” diyor. “Akciğerli balıklar tetrapodlara benzediği ve türlerinin diğer örnekleri tamamen yok olduğu için, onları izlemeyi tercih ettik.” Bu balık, hem solungaçlara hem de akciğer benzeri organlara sahip. Ama karada yürüyen diğer canlılarda bulunan kuyruksokumu kemiği, el ve ayak parmakları gibi önemli organları yok. Çekilen görüntülerde bu eksikleri örtmek için yüzgeçlerini kıvırarak, ayağa benzer, yere basabilecekleri yüzeyler oluşturdukları görülüyor. Bu da yürüme yetisinin, el ve ayak parmakları oluşmadan ve canlılar karaya çıkmadan önce gelişmiş olabileceğini gösteriyor. Ekip şimdi bu balığın Afrika dışındaki türlerini de incelemeyi planlıyor.

Kaynakça
BBCTürkçe, Yürüyen balık görüntülendi, 15 Aralık 2011.
BBCTürkçe, Afrikalı balık nasıl ‘yürüyor’?, 15 Aralık 2011.

Mars’ta Suyun Varlığına Delâlet Eden Jips Bulundu

Amerikan Uzay ve Havacılık Dairesi (NASA) Mars’ta yaşam izleri aramayı sürdürüyor. Kızıl Gezegen Mars’a yaklaşık 8 yıl önce inen Opportunity (Şanslı) adlı robot uzay aracı yeni bilgiler gönderdi. NASA uzmanları bu bilgiler ışığında, Mars’ın yüzeyinde uzun süre önce su bulunduğunu gösteren şimdiye kadar ki en kuvvetli kanıtlara ulaştıklarını açıkladı.

Şanslı gezegendeki büyük bir kraterin kenarında ince ve parlak bir mineral yatağına rastladı, kalsiyum sülfat.. Bu mineralin yüksek ihtimalle alçıtaşı (jips) olduğu belirtiliyor. Bu da milyarlarca yıl önce Mars yüzeyinde akan suyun kalıntılarının bu alçıtaşı oluşumuna katkıda bulunmuş olabileceği tezini güçlendiriyor. Şanslı’nın gözlem ekibinden uzman Steve Squyres (Cornell Üniversitesi), “Bu, robot uzay aracının bir zamanlar Mars’ta su bulunduğuna dair elde ettiği en önemli kanıt” diyerek keşfin önemini vurguladı.


This color view of a mineral vein called “Homestake” comes from the panoramic camera (Pancam) on NASA’s Mars Exploration Rover Opportunity. The vein is about the width of a thumb and about 18 inches (45 centimeters) long. Opportunity examined it in November 2011 and found it to be rich in calcium and sulfur, possibly the calcium-sulfate mineral gypsum. Homestake is near the edge of the “Cape York” segment of the western rim of Endeavour Crater. Exposures combined into this view were taken through Pancam filters admitting light with wavelengths centered at 601 nanometers (red), 535 nanometers (green) and 482 nanometers (blue). The view is presented in approximate true color. This “natural color” is the rover team’s best estimate of what the scene would look like if humans were there and able to see it with their own eyes. The exposures were taken during the 2,769th Martian day, or sol, of Opportunity’s career on Mars (Nov. 7, 2011). Image Credit: NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

Şanslı’nın Mars’taki 22 kilometrelik kratere ulaşması 3 yıl sürdü. Araç, kraterin kenarına ulaştığında başparmak kalınlığında ve 45 santimetre uzunluğunda bir mineral yatağına dair görüntüler çekti. Mars kaşifleri olarak da nitelenen Şanslı ve Spirit (Ruhi) daha önce de Mars’ta bir zamanlar su olduğuna dair kanıtlar göndermiş ancak bilim dünyası bunların kesinliğinden emin olamamıştı. NASA’ya göre, bu kez gelen kanıt, tartışmaya yer bırakmayacak kadar ikna edici.

Mars’ta alçıtaşı keşfi, yaşamın temel taşlarından olan suyun, en azından milyarlarca yıl önce Mars yüzeyinde akmış olabileceği yönünde yorumlanıyor. Ancak şu anda Mars’ın tamamen sudan yoksun ve kupkuru bir gezegen olduğu söyleniyor.

Bir golf aracı büyüklüğündeki Şanslı 2004’ten beri Mars’ta. Şanslı’nın gezegende, Ruhi adlı bir de ikizi bulunuyor. Garanti ömürlerini çoktan dolduran bu iki robot keşif aracı Mars’a sadece 3 ay görev yapmak üzere gönderilmişti. Ancak NASA, Ruhi’yi ancak bu yıl “çalışamaz” ilan etti ve emekliye ayırdı. Biliminsanları, Şanslı’nın ise robot kollarından birinde mekanik kireçlenme görüldüğünü, ancak buna rağmen aracın görevini sürdürebilecek durumda olduğunu söylüyor.

NASA, Şanslı ve Ruhi’den daha gelişmiş bir robot jeoloğu daha gönderdi, Curiosity (Meraklı).. 2 buçuk milyon dolara mal olan 6 tekerlekli ve küçük bir otomobil büyüklüğündeki yeni Mars gezgini, 2012 Ağustosu’nda Kızıl gezegende 150 ayrı iniş alanı arasından seçilen 154 kilometre çapındaki Gale Krateri’ne inecek. Uzmanlar kraterde eskiden akarsu bulunduğuna inanıyor. Ayrıca krater üzerinde çalışabilecek bir de dağ barındırıyor. Renkli ve yüksek çözünürlüklü çekim yapabilen video kameraların da bulunduğu 10 özel aygıt bulunan Meraklı, Mars’ta yaşam olup olmadığını araştırmayacak, tek hücreli canlı fosilleri de aramayacak.


Click to enlarge! Spirit. On January 26, 2010, after several months attempting to free the rover, NASA decided to redefine the mobile robot mission by calling it a stationary research platform. Cartoon: xkcd.

NASA Mars Rover Finds Mineral Vein Deposited by Water
NASA’s Mars Exploration Rover Opportunity has found bright veins of a mineral, apparently gypsum, deposited by water. Analysis of the vein will help improve understanding of the history of wet environments on Mars.

“This tells a slam-dunk story that water flowed through underground fractures in the rock,” said Steve Squyres of Cornell University, Ithaca, N.Y., principal investigator for Opportunity. “This stuff is a fairly pure chemical deposit that formed in place right where we see it. That can’t be said for other gypsum seen on Mars or for other water-related minerals Opportunity has found. It’s not uncommon on Earth, but on Mars, it’s the kind of thing that makes geologists jump out of their chairs.”

The latest findings by Opportunity were presented Wednesday at the American Geophysical Union’s conference in San Francisco.

The vein examined most closely by Opportunity is about the width of a human thumb (0.4 to 0.8 inch, or 1 to 2 centimeters), 16 to 20 inches (40 to 50 centimeters) long, and protrudes slightly higher than the bedrock on either side of it. Observations by the durable rover reveal this vein and others like it within an apron surrounding a segment of the rim of Endeavour Crater. None like it were seen in the 20 miles (33 kilometers) of crater-pocked plains that Opportunity explored for 90 months before it reached Endeavour, nor in the higher ground of the rim.

Last month, researchers used the Microscopic Imager and Alpha Particle X-ray Spectrometer on the rover’s arm and multiple filters of the Panoramic Camera on the rover’s mast to examine the vein, which is informally named “Homestake.” The spectrometer identified plentiful calcium and sulfur, in a ratio pointing to relatively pure calcium sulfate.

Calcium sulfate can exist in many forms, varying by how much water is bound into the minerals’ crystalline structure. The multi-filter data from the camera suggest gypsum, a hydrated calcium sulfate. On Earth, gypsum is used for making drywall and plaster of Paris. Observations from orbit had detected gypsum on Mars previously. A dune field of windblown gypsum on far northern Mars resembles the glistening gypsum dunes in White Sands National Monument in New Mexico.

“It is a mystery where the gypsum sand on northern Mars comes from,” said Opportunity science-team member Benton Clark of the Space Science Institute in Boulder, Colo. “At Homestake, we see the mineral right where it formed. It will be important to see if there are deposits like this in other areas of Mars.”

The Homestake deposit, whether gypsum or another form of calcium sulfate, likely formed from water dissolving calcium out of volcanic rocks. The calcium combined with sulfur that was either leached from the rocks or introduced as volcanic gas, and it was deposited as calcium sulfate into an underground fracture that later became exposed at the surface.

Throughout Opportunity’s long traverse across Mars’ Meridiani plain, the rover has driven over bedrock composed of magnesium, iron and calcium sulfate minerals that also indicate a wet environment billions of years ago. The highly concentrated calcium sulfate at Homestake could have been produced in conditions more neutral than the harshly acidic conditions indicated by the other sulfate deposits observed by Opportunity.

“It could have formed in a different type of water environment, one more hospitable for a larger variety of living organisms,” Clark said.

Homestake and similar-looking veins appear in a zone where the sulfate-rich sedimentary bedrock of the plains meets older, volcanic bedrock exposed at the rim of Endeavour. That location may offer a clue about their origin.

Opportunity and its rover twin, Spirit, completed their three-month prime missions on Mars in April 2004. Both rovers continued for years of extended missions and made important discoveries about wet environments on ancient Mars that may have been favorable for supporting microbial life. Spirit stopped communicating in 2010. Opportunity continues exploring, currently heading to a sun-facing slope on the northern end of the Endeavour rim fragment called “Cape York” to keep its solar panels at a favorable angle during the mission’s fifth Martian winter.

“We want to understand why these veins are in the apron but not out on the plains,” said the mission’s deputy principal investigator, Ray Arvidson, of Washington University in St. Louis. “The answer may be that rising groundwater coming from the ancient crust moved through material adjacent to Cape York and deposited gypsum, because this material would be relatively insoluble compared with either magnesium or iron sulfates.”

NASA launched the next-generation Mars rover, the car-sized Curiosity, on Nov. 26. It is slated for arrival at the planet’s Gale Crater in August 2012. NASA’s Jet Propulsion Laboratory, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the Mars Exploration Rover Project for the NASA Science Mission Directorate in Washington.

Kaynakça
NASA, NASA Mars Rover Finds Mineral Vein Deposited by Water, 10 Aralık 2011
VOATürkçe, Mars’ta Su Olduğunu Gösteren En Güçlü Kanıt, 10 Aralık 2011
VOATürkçe, NASA Mars’a Göndereceği Yeni ‘Gezgin’i Tanıttı, 10 Aralık 2011

Gökyüzü Neden Mavidir?

Gelelim bu yazının başlığı olan sorunun cevabına, yani her çocuğun mutlaka sorduğu “Gökyüzü neden mavidir?” sorusu.

***

Bu yazının konusu olmadığından ışığın özellikleri ve tarihçesine girmeyeceğim [1]. Ancak ışığın kabul edilmiş özelliklerinden biri olan “dalga” özelliğini anlatacağım. Görünür ışık aslında aynı bir su dalgası gibi dalgalardan oluşmaktadır [2]. Durgun bir denizde her iki elinizden aynı büyüklükte iki taşı suya attığınızı hayal edin. Taşların suya değdiği noktadan başlayarak yayılan dalgalar göreceksiniz. Eğer durgun bir suya taşları düşük bir hızla bıraktıysanız dalgalar düzgün oluşacak ve sanki sabit aralıklarla tepe-çukur-tepe-çukur şeklinde yayılıyor olacaktır. İki dalga tepesi arasındaki uzaklığa “dalga boyu” denir. Aşağıdaki görüntü dalga boyunu gösteriyor. İki tepe arası (veya iki çukur) mesafe o ışınımın dalga boyunu gösteriyor.


Dalganın özellikleri. Görüntü: Vikipedi

Dalga yayılımlarının bir özelliği de frekansı olmasıdır. Frekans dalga boyunun tersi olup, 1 saniyede belirli bir noktadan geçen 1 tam devri ifade eder. Kafanızda basitleştirmek için şöyle düşünün: Denizde ayakta dururken size belli aralıklarla dalgalar çarpıyor. Eğer dalgalar sık çarpıyorsa dalga boyu kısa (iki dalga arası mesafe) ve frekansı (sıklığı) yüksektir. Eğer dalgalar uzun aralıklarla çarpıyorsa dalga boyu uzun ve frekansı düşüktür. Frekans aynı zamanda o dalga yayılımının enerjisine işaret eder. Yüksek frekans yüksek enerji, düşük frekans ise düşük enerjili ışınım demektir. Yani, dalga yayılımının üç önemli özelliği (Dalga boyu, frekans ve enerji) birbiri ile bağıntılıdır. Yüksek dalga boyu düşük frekans ve düşük enerji demek iken, düşük dalga boyu ise yüksek frekans ve yüksek enerji demektir.

Peki bütün bunların renklerle ne ilgisi var? Şöyle, renk dediğimiz şey aslında gözümüzün o rengin dalgaboyu ve frekansını beynimize iletilmesi sonucunda çıkan bir optik imgedir. Işık dediğimiz olgu aslında bir elektromanyetik dalga yayılımıdır, sudaki dalgalar gibi aynen. Misal, çok güzel kırmızı bir arabaya bakarken aslında arabanın yüzeyinden yansıyan ışığın gözümüze çarptığındaki dalgaboyu beynimize “o arabanın rengi kırmızı ve maaşın asla öyle bir arabayı almaya yetmeyecek” diyor. Aşağıdaki tablo renkler ve karşılık gelen dalgaboylarını gösteriyor.


Elektromanyetik Spektrumu (Tayfı); ışınım tipi, dalgaboyu, frekans ve ışınım sıcaklığı ile birlikte gösteren diyagram. Görüntü: Vikipedi

Yukardaki görüntüde de görüldüğü gibi aslında gözümüz çok dar bir dalgaboyu aralığını algılayabilir. Nasıl köpekler bizlerden daha tiz sesleri duyabiliyor, biz duyamıyorsak aslında gözümüz de sadece belli renkleri algılayıp diğer dalgaboyundaki renk veya imgeleri algılayamamaktadır. Morötesi ve kızılötesi dalgaboyundaki ışınımları gözünüz algılayamaz. Misal, tabloda görüldüğü üzere morötesi ışığın dalga boyu görünür ışığın dalga boyundan daha kısadır, yani frekansı ve dolayısı ile enerjisi yüksektir. Yazın korumasız güneşe çıktığınızda vücudunuza çarpan morötesi ışığı (yani UV) gözünüz görmeyecek ancak o ışık size akşam dayanılmaz acılar olarak geri dönecektir. Halk arasında buna “ıstakoz gibi kızarmak” da denir.

Spektrumda dikkati bir noktaya daha çekmek isterim, ilginç bir noktaya. Psikolojik olarak kırmızı sıcak mavi ise soğuk bir renk olarak algılanır. Oysa fiziksel olarak bu tam terstir, mavi yüksek enerjili bir renk iken kırmızı düşük enerjili bir renktir.

Peki, dalgaların özelliklerini, dalgaların birbirleri ile olan ilişkilerini ve rengin ne olduğunu gördüğümüze gore artık gökyüzünün neden mavi olduğunu açıklayabiliriz.

Güneşten dünyamıza doğru yola çıkan ışık aslında görünür ışığın bütün dalgaboylarını içeren bir pakettir. Bu dalga atmosfere girdiğinde, aynı bir engelle karşılaşan dalgalar gibi, kırılmaya ve saçılmaya başlar. Bunu keşfeden bilimadamının onuruna bu saçılmaya Rayleigh saçılması [3] denir. Rayleigh saçılması saçılmanın dalgaboyunun dördüncü dereceden kuvveti ile ters orantılı olduğunu anlatır. Yani dalgaboyu ne kadar küçükse (mavi ve mor tonlar) saçılma o kadar şiddetli olacaktır. Atmosferimizdeki oksijen ve azot molekülleri ışığı saçarken kısa dalgaboylu ışığı daha fazla saçarlar. Yani aslında gökyüzümüz mor, mavi ve yeşil’in karışımı bir mavidedir öğlen saatlerinde. Işık dik olarak gelmekte, havada kısa dalgaboyları çokça saçılmaktadır. Akşama doğru, gurup vakti, ise göğümüz kırmızı görünür çünkü ışık gözümüze daha yatay pozisyondan gelmekte ve dolayısı ile öğlen vaktinden daha kalın bir atmosferden yani yoldan geçmektedir. En kısa dalga boyları saçıla saçıla geriye daha uzun dalga boyları yani kırmızı tonlar kalır. Bu yüzden günbatımı kırmızıya boyanır. Uçakta giderken gün batımına yakın gökyüzünde her tonu görmenizin sebebi de budur. Saint Exupery’nin ünlü kahramanı Küçük Prens’in gün batımlarını sevmesinin sebebi de bu olabilir. Her ne kadar kendisi günbatımlarını hüzünlü bulsa da aslında gün batımları bir renk şölenidir [4].


Dramatic Rayleigh scattering in the atmosphere after sunset, picture taken over the ocean, at 500m altitude. Photo: Wikipedia. Uçaktan çekilmiş bir günbatımı. Yatay düzleme doğru ışığın uzun dalgaboyunu, daha dikey düzlemde ışığın kısa dalgaboyunu görebiliyoruz.

Artık fiziksel açıklamayı biliyorsunuz. Gökyüzümüze beyaz olarak gelen ışık gündüz vakti kısa mesafede saçılırken gökyüzüne mavi rengini, akşam ise uzun mesafeden dolayı kırmızı rengini vermekte.

Peki çocuğunuza bunu, muhtemelen daha da basitleştirerek, aktardınız ve çocuğunuzun sıkıldığını fark ettiniz. Çok doğal, ben de o yaşlarda olsam ve bana “Rayleigh saçılması, azot, oksijen, uçak” diyen bir ebeveyn görseydim ben de sıkılırdım. Çocuğunuza gökyüzünün neden mavi olduğunu sadece fiziksel olarak açıklamak zorunda değilsiniz, sanatı kullanarak da anlatabilirsiniz. Hem de gene işin içine “dalga”yı sokarak. Bakın nasıl :

Dalgacı Mahmut
İşim gücüm budur benim
Gökyüzünü boyarım her sabah
Hepiniz uykudayken
Uyanır bakarsınız ki mavi
–Orhan Veli

Dipnotlar
[1] Işık hakkındaki en güzel kaynaklardan biri Tübitak yayınlarından çıkmış Hüseyin Gazi Topdemir’in “Işığın Öyküsü” adlı kitabıdır, meraklısına önerilir. İlk çağlardan günümüze ışığın ve optik biliminin öyküsünü anlatan muhteşem bir kaynek eser.
[2] Konunun meraklıları ve uzmanları hemen “fotoelektrik etki” ve De Broglie Dalga-parçacık ikilisi kavramlarını hatırlatacaktır. Yazının konusu olmadığından sadece ışığın dalga özelliğini aktarmaktayım. Elbette modern fiziğe göre ışık hem dalga, hem parçacıktır. Siz bunu bir de Schrödinger’in kedisine anlatmayı deneyin. Konu ile ilgili olarak aşağıda “Meraklısına ilave notlar” kısmını öneririm.
[3] Rayleigh saçılması için: http://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering ve Türkçe: http://web.itu.edu.tr/~kkocak/optik.htm
[4] “Günbatımını izlemeye bayılırım. Haydi, günbatımını izlemeye gidelim,” “Bir gün,” demiştin bana, “günbatımını tam kırk dört kez izledim!” Sonra da, “Biliyor musun,” diye ekledin. “İnsan günbatımını çok üzgün olduğunda seviyor.”. “O sırada çok üzgün müydün?” diye sorduydum. Hani şu kırk dört günbatımı izlediğinde?” Ama küçük prens hiçbir şey söylemedi bu soruma karşılık.

Meraklısına ilave notlar
Dalgaların en önemli özelliği ise birbiri ile etkileşime girebilmesidir. İki ayrı kaynaktan yayılan dalgaların birbiri ile karşılaştığını hayal edin. Deniz kıyısında iki elinizden bıraktığınız taşlar iki ayrı kaynaktan dalga yayılımı yapmıştı hatırlarsanız. Şimdi bu dalgaların birbiri ile karşılaştığını hayal edelim. Bazı tepe noktalar (dalganın denizin yüzeyinden yukarı çıktığı noktalar) çukur noktalar ile (dalganın deniz yüzeyinden aşağı indiği noktalar) karşılaşacak, veya bazı tepe noktalar gene tepeler ile karşılacak. Aşağıda benzer bir durumu gösteren görüntüyü inceleyebilirsiniz.


İki dalga kaynağından yayılan dalgaların girişim deseni.

Dalga ve çukur karşılaştımı birbirini söndürür, yani deniz yüzeyini düzleştirir. İki tepe birbirinin üstüne bindi mi daha büyük bir dalga tepesi oluşur ve iki çukurun bir araya gelmesinde de bu durumun tam tersi oluşur. Yukarıdaki görüntüde karanlık noktalar dalgaların birbirini söndürdüğü, yani dalga tepesi ile çukurunun karşılaştığı yerleri gösterirken aydınlık noktalar ise dalga tepelerinin üst üste bindiği alanları göstermektedir. Bu girişim deseni ışığın dalgalardan oluştuğunun en önemli kanıtı iken 1905 yılında Albert Einstein yazdığı bir makale ile ışığın aslında parçacık (yani küçük küçük toplar gibi düşünün) özelliği olduğunu kanıtlamıştır. Her iki özelliği (yani hem dalga hem parçacık) kanıtlayan bir sürü deney var olduğu için fizikçiler uzun süre ışığın dalga mı parçacık mı olduğunu anlayamamıştır. Daha sonra De Broglie basit bir anlatım ile ışığın aslında hem dalga hem parçacık olduğunu kanıtlamıştır. Buna De Broglie dalga/parçacık ikililiği denmektedir. Sezen Aksu ise “İkili Delilik” demektedir bu duruma.

***

Sonbaharda ağaçların yaprakları yeşilden sarıya, turuncuya, kırmızıya dönüşüyor. Peki havalar soğumaya başlayınca yapraklar neden renk değiştirir?

Doğa uzmanı Dave Sutherland, sonbahar renklerinin aslında yazın, yapraklar yeşilken hazırlandığını söylüyor. Bitkilerin güneş ışığını karbondioksit ve ana besin maddesi olan şekere çevirmesini sağlayan klorofilin renkli bir sırrı var. Sarı pigmentler yeşil rengin altında gizleniyor. Yaprağın gerçek renklerinin ortaya çıkması için klorofilin çözülmeye başlamasını bekliyorlar.

Sarı pigmentler, yaprakların, yeşil renkler solarken güneş enerjisinin son damlalarını ele geçirmesini sağlıyor. Kırmızı renkse antosiyanin adlı bir başka pigmentten geliyor. Antosiyanın çileğe kırmızı, böğürtleneyse mor rengi veren pigment. Yapraklar antosiyanin pigmentini sadece sonbaharda üretiyor. Uzmanlar onyıllar boyunca kurumakta olan yapraklardaki şekerin antosiyanin ürettiğini düşünüyordu. Ancak bir başka teoriye göre bitkiler antosiyanini kasten, güneşten korunmak için üretiyor. Yapraklardaki koyu renkler kurumakta olan yaprakların güneşten elde edilen son besinleri ağacın köküne ve dallarına göndermesini sağlıyor. Bill Hoch (Montana Üniversitesi), “Bu yapraklar çok çabuk dökülecek. Bu nedenle dökülmeden önce mümkün olabildiğince çok besin tutabilmek için fotosistemi korumaya çalışıyorlar,” diyor ve “Sarı pigmentlerin sadece sonbaharda değil, her zaman, yaprakları koruyan bir antioksidan olduğunu” söylüyor.

Bu metnin büyük bir bölümü Kerem Kaynar‘a aittir. Metnin giriş kısmı atlanıp, başlıktaki sorunun yanıtı aktarılmıştır.

Kaynakça
Kerem Kaynar, Gökyüzü neden mavidir?, 12 Aralık 2011.
VOATürkçe, Sonbaharda Yapraklar Neden Renk Değiştirir?, 12 Aralık 2011.

Olası/Beklenen İstanbul/Marmara Depremi Röportajı

Önay Yılmaz’ın (Milliyet) 3 parçadan oluşan, İstanbul’u ve Marmara’yı bekleyen depremle ilgili yürütülmüş araştırmaları, araştırmalar sonucu gelinen noktayı, nelerin yapılıp nelerin yapılmadığını ve merak edilenleri diğer konuları elen alan Ali Mehmet Celal Şengör röportajı ve son söz Naci Görür’den..


Prof. Dr. Dr.h.c.mult. Ali Mehmet Celal Şengör
Dr.h.c.mult.: İki farklı alanda doktora yapmış, birden fazla yerden şeref doktorası almış.

***

Marmara Denizi’ndeki araştırmalardan ne kazandık?
Deprem sayesinde uluslararası katkının da yapıldığı bir yerbilimleri araştırması yapıldı Türkiye’de. İlk defa Türkiye, bu iş nasıl yapılır, bir örneğini gördü. 70 milyon dolar para harcanan büyük bir araştırma yapıldı. İkincisi Türkiye’nin hiç bilinmeyen bir denizi, dünyanın en iyi bilinen denizlerinden biri haline geldi ve Türkiye’de deniz araştırmalarının ne kadar eksik yapıldığı ortaya çıktı. Üç, bu kadar büyük çaplı bir araştırmayla devletin ne kadar az ilgilendiği ortaya çıktı. Yani devletin bilimle hiçbir alışverişinin olmadığı ortaya çıktı. Şu da ortaya çıktı ki; Türkiye’deki bilim âlemi en azından küçük bir kısmı böyle felaketlerle uğraşacak kadar yeterlidir ve dünya ile iletişim içersindedir. Bu çok önemli. Böyle bir azınlık var Türkiye’de, bu azınlık hükümet tarafından hızla eritiliyor.

Araştırmalarda gelinen son durum nedir? Eksikler neler?
Bizim için önemli olan kırılacak fayın uzunluğu. Bunu bilebilirsek depremin büyüklüğünü de bilebiliriz. Fayın hangi hat üzerinde meydana geleceğini artık biliyoruz. Yani fayı bulduk. Ancak bu fayın en son ne zaman hareket ettiğini tespit etmeye çalışıyoruz. İstanbul civarında her 250 senede bir deprem olmakta. 1766 depremleri son büyük depremler. Ondan sonra bir tane 1912’de Şarköy depremi var. Ondan sonra da 1957’deki Adapazarı depremi. Soru şu: Adapazarı ve Şarköy depremleri ne kadar uzunluktaki fay parçalarını kırmışlardır? Yani arada kırılmayı bekleyen ne kadar fay parçası kalmıştır? Marmara’daki depremin derinliği ve türü hakkında sorunumuz yok. Bunları kolay bulabiliyoruz. Bulamadığımız şey kırılacak fayın uzunluğu. 1912‘de 1957’de ne kadar kırıldı? Bunları bileceğiz ki; yeni kırılması gereken fayları bulalım.

Sizin tek parça fay teoriniz ve 7,6 büyüklüğündeki deprem teziniz hala geçerli mi?
Hala geçerli tabii. Bana göre depremin büyüklüğü maksimum 7,6 olacak. Tabii daha küçük olma olasılığı da yok değil. Ancak büyüklüğün 7’nin altında olması mümkün değil. Tabii her ikisi de İstanbul için bir faciadır. Kuzey Anadolu Fayı üzerinde 7,6 büyüklüğünde deprem olursa Çınarcık’taki faylardan birinin harekete geçme olasılığı da çok yüksek. Yani 7 büyüklüğünde başka bir depremi tetikleyebilir. Yani Çınarcık çukurluğundaki normal faylar harekete geçebilir ve 7 büyüklüğünde ikinci bir deprem yaratabilir. Bu ikinci deprem yine bir başka afete de neden olabilir.

Nasıl bir afet?
Tsunami olabilir. Adalar’ın doğusunda Tuzla önlerinde 17.000 yıl önce çok büyük bir yeraltı kayması meydana gelmiş. O kadar büyük ki, kıta sahanlığının yarısını götürmüş. Yani Beyoğlu ilçesi gibi bir alan denize kaymış. Adalar’ın 5 misli büyüklüğünde bir hacmi olan dev bir kütle kaymasından söz ediyoruz. Devasa bir şey. Marmara’daki fay, full hareketteyken meydana gelmiş bir olay bu. Yapılan hesaplara göre böyle bir yer kayması bugün olursa Marmara civarındaki sahillere vuracak dalganın yüksekliği 15 metreyi geçiyor. Korkunç bir şey bu. 17.000 sene evvel olmuş bir daha da olmamış. Çok nadir bir olay. Ama yeniden olmayacak anlamına gelmez. Tabii Çınarcık çukurluğunda 7 büyüklüğündeki deprem bu çukurlukta bir başka yer kayması yaratabilir. Bunun da sahilleri vuracak dalga yüksekliği 7 metreyi bulabilir.

Endonezya’yı vuran tsunami gibi neredeyse.
Endonezya’yı vuran dalga yüksekliği de 7 metre civarındaydı. Yani 7,6 büyüklüğündeki bir deprem hem normal fayları, hem de yeraltı kaymalarını tetikleyebilir. Aynı zamanda iki veya daha fazla yer kayması da tetiklenebilir. Felaket olur, sahilde bir şey kalmaz.

Çınarcık çukurluğundaki normal fayların yarattığı deprem de İstanbul için tehlikeli mi?
Bu deprem bir normal fay depremi olduğu için İstanbul için etkisi daha fazla olur. Yanal atımlı fay (Kuzey Anadolu Fayı), İstanbul’un güneyine ve sahile paralel gidiyor. Yanal atımlı fayların zararları tamamen kendi boylarına münhasırdır, yani etraflarına fazla yayılmaz. İstanbul o bakımdan şanslı, ancak gene de İstanbul çok sallanacak.


Eğer yalnız doğu kısım kırılırsa İstanbul’da yıkım olacak yerler (kırmızı).


Eğer yalnız batı kısım kırılırsa yıkım olacak yerler (kırmızı).

Bunu biraz daha açabilir misiniz?
Yanal atımlı fayın zararı kendi çevresi içerisinde toplanır. Yani yanal atımlı fay denizde kırılacağı için İstanbul şanslı diyoruz. Yanal atımlı fay yakın çevresine zarar veriyor. Yakın çevresi de denizin içinde. Çınarcık çukurluğundaki normal fay kırılırsa, İstanbul’u da içine alarak daha geniş bir alana yayılacak. İstanbul’un şöyle bir talihsizliği var. Eğer batıdaki fay kırılırsa özellikle Fenerbahçe, Kadıköy ve Üsküdar önemli ölçüde etkilenecek. Eğer Adalar’ın arkasındaki fay yani doğudaki fay kırılırsa Avcılar ve Ambarlı çok etkilenecek. Çünkü yanal atımlı fayların uç kısımlarının hizasına düşen yerler daha çok etkileniyor. Eğer tek parça kırılırsa İstanbul’un hem batkısı hem de doğusu yani her kesimi etkilenecek. Tek parçanın yanı sıra Çınarcık çukurluğundaki normal faylar da kırılırsa o zaman vay halimize. Biz en kötü senaryoya göre tedbir almak durumundayız. Avcılar’da tedbir alıp Fenerbahçe’yi ihmal edemezsiniz. Bütün her yeri hesaba katmak gerekir.

Siz sürekli en kötü senaryoya göre uyarıyorsunuz. Bu yüzden adınız felaket tellalına çıkmış. Bunun nedeni bu anlattıklarınız mı?
Halkımızı koruyabilmek için, en kötü ihtimale göre mühendis meslektaşlarımızdan hesap yapmalarını istemek mecburiyetindeyiz. Evet, felaket tellalıyız, çünkü depremin geleceğini haber veriyoruz.

Marmara Denizi’nin tabanındaki gaz çıkışlarının önemi nedir?
Araştırmalarımızda, 1766 depreminin olduğu fay boyunca gaz kabarcıklarının çıktığını gördük. Birincisi, çökel kütlesi içersinde biriken organik gazlar var. Bunlar metan veya hidrojensülfür olabilir. Bir de organik olmayan gazlar var. Helyum ve karbondioksit gibi. Birikmiş gaza bir çıkış noktası yaratılmış. Bu çıkış noktaları da çatlaklar. Yeni çatlaklar var mı yenileri oluşuyor mu araştırma sürüyor. Yeni çatlaklar oluşuyor demek, birileri bu fayı zorluyor demektir. Ve eğer böyle bir şey tespit edilirse biraz daha telaşlanmamız gerekecek.

Yani bu gaz çıkışlarından depremin önceden kestirimi mümkün mü?
Evet. Bu gazları inceleyerek bazı soruların yanıtlarını bulabiliriz. Gazların çıktığı bu çatlaklara detaylı olarak bakabilirsek, depremlerin önceden kestirimi konusunda bir şeyler yakalayabiliriz. Bu bir ümit. Biz şimdi bunun peşindeyiz. Çok önemli bir çalışma bu. Dünyadaki deprem çalışmalarının odak noktalarından biri haline geldi. Hatta belki bu araştırma Marmara’daki petrol ve doğalgaz potansiyelini de belirleyebilecek.

Yani petrol ve doğalgaz açısından Marmara Denizi önemli bir kaynak mı?
Böyle bir olasılık var gibi gözüküyor. Bildiğiniz gibi doğalgaz zaten Marmara Denizi’nde Silivri açıklarında ve daha birçok yerde denizden çıkarılıyor. Belki potansiyel çok daha fazla olabilir. Petrol için de aynı şey geçerli.

Marmara Denizi’nde bu araştırmalar neden bu kadar geç başladı?
2000’den öncesine kadar Marmara Denizi’nin altındaki bütün detaylı derinlik araştırmalarını TSK yapıyordu. Deniz Kuvvetleri’ne bağlı Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi yapıyordu. Doğal olarak bu araştırmalar askeri amaçlar için yapılıyordu ve bir yapısal jeolojinin ihtiyaç göstereceği hassasiyette değildi. Kuzey Anadolu Fayı’nın Marmara Denizi’nin içine girdiği bilindiği halde, bugüne kadar detaylı olarak haritalanmadığı için Marmara’daki fay daha önce tespit edilemedi. Burada sorumlu olan kurumların büyük eksiklikleri var. 1960’lı yıllarda kurulmuş Türkiye’de çeşitli üniversitelerimize dağılmış 5 tane deniz araştırma enstitüsü vardı. Bu 5 araştırma enstitüsü, 1993 senesi itibariyle son çeyrek yüzyılda 4 tane makale üretmiş. 5 üniversitenin 5 gemisi var ve 4 tane makale üretilmiş. Bu gerçek bir skandaldır. Dünyanın neresinde olursa olsun, o gemilerden sorumlu olan adamlar hapse girer. Hiç şakası yok, çünkü bu gemiler sürekli kullanılmış. Ben bir tanesine şahidim. Piri Reis gemisi, 9 Eylül Üniversitesi’nin bazı hocalarını Mayorka’da bir toplantıya götürdü getirdi. Kimse bunun hesabını sormadı. Bu gemi acaba oraya giderken ne araştırdı?

***

İstanbul depremi nasıl hissedecek?
Parçalı kırılırsa, yani Tekirdağ tarafındaki fay kırılırsa İstanbul’un Anadolu yakasının güney sahili, doğudaki kısım yani Adalar’ın arkasındaki fay kırılırsa İstanbul’un batısındaki güney sahilleri, eğer tek parçalı kırılırsa Boğaziçi köprüsünün güneyindeki Avrupa ve Anadolu yakasındaki güney sahilleri tehlike altında olacak. Yani deprem buralarda 9-10 şiddetinde hissedilecek. 7,6 büyüklüğündeki depremde Marmara Denizi’nin tabanı özellikle güney Marmara’daki şehirler (Bursa, Balıkesir, Çanakkale) 5 metre batıya doğru kayacak. Bu büyüklükteki deprem, Hiroşima’ya atılan atom bombasının 175 katının çıkardığı enerji miktarına eşit olarak hesaplanıyor. Aynı zamanda bu 2 milyon 640 bin ton TNT’ye denk geliyor. Yani 400 trilyon tonluk bir kütle bir dakika içinde 5 metrelik bir atım sağlıyor.

Kente vereceği hasar?
Yine yapılan hesaplara göre bu depremin zararı, Japon JICA adlı kuruluşun hesabına göre, 50 milyar dolar. Şili depremindeki hasardan daha fazla. Yine en kötü deprem senaryosuna göre 52 bin ila 87 bin arasında can kaybı yaşanacak. 135 bin kişi ağır yaralanacak. Yaklaşık 60 bin bina ağır hasar, 128 bin orta hasar görecek. Kısaca binaların yüzde 60’ı hasar görecek.

Fay sanki Marmara’da bir yerlerde takılmış, kilitlenmiş gibi değil mi?
Yeşilköy ile Silivri arasında fayın takıldığını, kilitlendiğini düşünüyoruz. Fay burayı aşarsa, yani kırılma gerçekleşirse büyük deprem bizi bekliyor, demektir.

Tarihi eserler etkilenecek mi?
Tarihi eserler arasında Topkapı Sarayı çok büyük tehlike altında. Bir konuşmamızda ben sormuştum, Prof. Dr. İlber Ortaylı, Topkapı Sarayı’nda ciddi hiçbir çalışma yapılmadığını sadece makyaj yapıldığını bana bizzat söylemişti. Topkapı Sarayı’na 1999 depremi sonrası o zamanın yöneticisi bakmamı istemişti. Baktık ve müthiş zarar gördüğünü belirledik. Özellikle Hazine dairesinin ön duvarı sahil yoluna bakan duvar ayrılmak üzereydi. Daha önce 1509’da o duvar çökmüş. 1999 depreminde duvar tekrar ayrılmak üzereydi. Kubbelerde koca koca çatlaklar oluşmuştu. Eğer Topkapı Sarayı yıkılırsa meydana gelecek yağmayı kimse engelleyemez. Dünyanın en büyük tek kristal zümrüdü Topkapı’da. Adamın biri bunu alsa götürse nereden bulacaksın, mümkün değil. Kaşıkçı elmasını at cebine git, kim bulacak? Topkapı Sarayı’nı bilen birisi oradan çok şey götürür.

Ayasofya’nın durumu nedir?
Ayasofya’ya bir şey olmaz. Olsa olsa kubbe çöker. Çünkü kubbe daha Ayasofya yapılırken çökmeye başlamış. Ama sonra onun da önlemini almışlar. İki büyük depremde kubbe çökmüş. 16. yüzyıla gelene kadar Ayasofya epeyce zarar görmüş depremlerden. Ancak Kanuni Sultan Süleyman, Mimar Sinan’a buranın onarımını yaptırmış. Mimar Sinan da Ayasofya’yı piramit haline getirmiş. Çok büyük ayaklar dikmiş. İstediğin kadar salla bir şey olmaz. Büyüklüğü 8’in üzerinde depremlere bile dayanıklı bir yapı Ayasofya.

Size göre askerler depreme sivillerden daha duyarlı, neden böyle?
Bunu şimdi örnekler vererek anlatmak istiyorum. 1999 depreminden sonra depremin önemini ve neler yapılması gerektiğini anlatmak üzere Ankara’ya gittik ve çeşitli kişilerden randevular istedik. Hava Kuvvetleri Komutanı Orgeneral Cumhur Asparuk bizi hemen kabul etti. O zaman Başbakan olan Ecevit, Başbakan Yardımcısı olan Devlet Bahçeli ve Devlet Bakanı üstelik de bir jeolog ve beni iyi tanıyan Şuayip Üşenmez randevu vermedi. Asparuk Paşa, bizi üç saat boyunca dikkatle dinledi. Zamanın Hava Harp Okulu Komutanı Bilgin Balanlı ve sonraki komutan Şevket Dingiloğlu bizim çalışmalarımızla yakından ilgilendi ve hep destek verdi. Askeriyede o adam gitti, bu adam gitti diye bir sorun yok. Ciddi bir ilgi var. Komutanlar sizinle laf olsun diye değil, entelektüel olarak da ilgileniyorlar.

Şimdiki hükümetle, belediyeyle ilişkiler nasıl?
AKP iktidarı zamanında ise yardım bir tarafa, 2004-2005 yıllarında ciddi baltalamalarla karşılaştık. Bunların detaylarını Prof. Dr. Naci Görür biliyor. Ben bu hükümetteki arkadaşlarla teke tek konuşmayacağımı bir TV programında söylemiştim. Çünkü iftira atmalarından korkuyorum. Halkıma yardım etmek için, deprem konusu o kadar hassas ki, şeytanla bile konuşurum bu konuda. Ama AKP’yle konuşmam için Türk Silahlı Kuvvetleri’nin tayin edeceği iki muvazzaf asker olacak. Bu orgeneral de olabilir er de… Bu iki kişi odada olacak, ne dediğimi duyacaklar. Ancak o şartla konuşurum. TÜBİTAK’la iş yapmam. Çünkü Başbakan’ın bir tasarrufuyla kanun dışına itilmiştir. Bu nedenle TÜBİTAK’la iş yapmakla mafyayla iş yapmak arasında bir fark yoktur bana göre.

Peki belediye?
Prof. Dr. Naci Görür, denizaltı sürekli gözlem istasyonlarına Türkiye’nin de bir katkısı olsun diye iki kez başvurdu belediyeye, 350 bin lira istedi. Çünkü Naci, “Artık utanıyorum, bu bizim denizimiz, zaten parayı yabancılar veriyor, bir 350 bin lirayı da biz verelim. Bu işin bir parçasını da biz yapalım, çünkü hiçbir maddi katkımız yok” diyordu. Belediye de vereceği konusunda söz verdi. Yabancı heyetler geldi, tam sözleşmeler yapılacak belediyeden son gün “hayır” dediler. Son gün “hayır” dedin mi, adama başka kaynak bulma imkânı da vermiyorsun. Bu aktif bir baltalamaya giriyor. Zamanında veremeyeceğini söylersin, “Sen başka kapıya git” dersin o başka. Ama son gün söylüyor. Yabancılar hayretler içersinde kalmıştı. Düşünün bunu yapan İstanbul Büyükşehir Belediyesi. Ordunun dışında kimsenin parmağını kımıldattığı yok.

Nasıl?
Örneklerle anlatayım. Son çalışmada Marmara’nın tabanındaki gazlardan örnekler alındı. ABD’ye giderken gümrüğe takıldı. Eğer gidemezse gazın kimyasında meydana gelecek değişiklikler, milyonlarca dolarlık çalışmayı beş para edebilirdi. Gümrükte takılmasının nedeni de bu aletlerin (küçük bakır tüpler) deklare edilmemiş olmasıydı. İstanbul Teknik Üniversitesi araya girdi; ancak gümrük görevlileri nuh diyor peygamber demiyorlardı. Sonra bize yardım etmesi için Oramiral Metin Ataç’ı aradık. Sonunda sorun çözüldü ve bu örnekler yurt dışına çıkarılabildi. Aksi takdirde bütün çalışmalar bir gümrükçünün kaprisi yüzünden heba olacaktı.

Marion Dufresne adlı Fransız araştırma gemisi Marmara’ya geldi ama izin olmadığı için kaptan bir adım gitmiyordu. Oysa bizim Dışişleri Bakanlığı’nın izni çoktan vermiş olması gerekirdi. Dışişleri Bakanı da Abdullah Gül’dü. Çünkü tüm programlar hazırlıklar yapılmıştı. Ancak 6 aydır izin kağıdı verilmemişti. O zaman Deniz Kuvvetleri’ne bağlı Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanı Tuğamiral Nazım Çubukçu’yu aradık. Durumu anlattık. 25 dakika geçti geçmedi izin kağıdı gemiye fakslandı. Yine İmralı açıklarında araştırma yapmamıza izin vermiyorlardı. Zamanın Hava Kuvvetleri Komutanı Orgeneral Ergin Celasin paşaya telefon ettik, hemen izin çıktı. Böyle örnekler çok.

Askerler depreme nasıl hazırlanıyor?
Orgeneral İlker Başbuğ’un 1. Ordu Komutanlığı’nın son yılında İstanbul’da bir toplantı yapıldı. İstanbul Büyükşehir Belediye Başkanı, İstanbul Valisi, İstanbul’da depremle ilgili kurumların temsilcileri katıldı. Burada ortaya çıktı ki, sivil kurumlar arasında hiçbir koordinasyon yok. Oysa askerler son derece düzenli, koordinasyonlarını kendi aralarında kurmuşlar. Arzuları sivillerle de bir koordinasyon yapmak. Asker İstanbul’u afet bölgelerine ayırmış. Afet bölgeleri içerisinde ikişer tane birlik seçilmiş, bir birlik depremzede olursa diğer birlik devreye girsin diye.

İstanbul Valiliği kendi çapında bir şeyler yapmıştı ama burada üzerine düşeni yapmayan belediyeydi. Belediyenin seçilmiş yöneticilerinin halkla bu konudaki ilişkileri sıfıra yakın. Kandilli Rasathanesi Başkanı Gülay hanım, bana, “Biz erken uyarı ikaz sistemimizi bitirdik. Prof. Dr. Mustafa Erdik başkanlığında bütün şalterleri kapatabilecek sistemi geliştirdik, ancak bizden bu sistemi alacak muhatap bulamıyoruz” dedi. Ne yazık ki, İstanbul depremi olduğu zaman biz en büyük depremi toplumun içinde yaşayacağız. Toplumun içindeki deprem korkunç olacak. Öyle olacağı için de başa çıkamayacağız.

Bu 11 yılda ne gibi tedbirler alındı size göre?
İstanbul’da ne gibi tedbirler alındığını halk bilmiyor. En azından ben bilmiyorum. Bir deprem olduğu zaman ben nereden ekmek alacağım, suyumu nereden temin edeceğim, telefon şebekesi çökecek deniyor, haberleşmeyi nasıl yapacağız? Sahra hastaneleri nerelerde kurulacak? Şimdi bu konuda ne yapacağını bilen tek kurum var; o da Türk Silahlı Kuvvetleri. Silahlı Kuvvetler, İstanbul’u bölgelere ayırmış, her bölge için iki birlik tayin edilmiş. Büyük bir ihtimalle ekmek üretimini, seyyar hastaneleri de düşünmüşlerdir. Halk nasıl yönlendirilecek, hastane nerede olacak, hangi yaralılar nereye gidecek, kentte gaz durumu nedir bilmiyoruz. Senin evin çökmüş ama aşağıdan alev geliyor. Yani hayatta kalmış olsan bile toz halinde çıkarsın dışarıya. Bütün bunlar koordine edildi mi, edilmedi mi?

***

Kuzey Anadolu Fayı’nın Marmara Denizi’ni boydan boya kestiği kesin mi?
Bununla ilgili veriler elimizde. Kabuğun altında, 10 kilometreden itibaren olan depremlerin dağılımı, fayın yüzeye geldiği yerde sismik yansıma profilleri mevcut. 3-4 kilometre derinlikte fayın gidişini görebiliyoruz. Fayın yüzeyi kırdığı yerlerde ise çok daha hassas gözlemler var. Artık fayın tam nereden gittiği biliniyor. Kabuğun en altından en üstüne kadar bol miktarda veri var.

Türkiye’de Marmara Denizi’nden sonra deprem açısından en riskli yerler nereleri?
Doğu Anadolu Fayı üzerinde deprem bekleyen yerler var. MTA’dan Dr. Ömer Emre’nin çalışmasına göre deprem riski en fazla yerler arasında Güney Marmara yani Biga yarımadası görünüyor. Balıkesir ve çevresinde deprem riski yüksek. Burada bin yıldır kırılmamış faylar var.

İstanbul Boğazı’nda tsunami riski var mı?
Var. Boğaz’da çarpışan kayalar efsanesinden yola çıkarak burada bir tsunami oluştuğunu bir makalemde yazmıştım. Şimdi İTÜ’den Sinan Özeren ve Nazmi Postacıoğlu bu konuda bir bilimsel çalışma hazırlıyorlar. 1509 depreminde dalgaların surlara tırmandığı, Haliç donanmasını perişan ettiği biliniyor.

Deprem önceden tahmin edilebilir mi?
Hava tahmini gibi yapılabilir. Ancak bir tanesi gaz içinde oluşuyor ve çok süratli gelişiyor. Tahmini daha kolay. Bir tanesi, yani deprem katı içinde olduğu için tahmini daha zor. Ama hava tahmininde de tam zaman, tam yer vermek mümkün değil.

Uçak düşmeleriyle depremler arasında ilişki kuranlar var.
Bunlara zır cahil ya de deli diyeceksiniz. Hiçbir ilgisi yok.

Depremlerin gece olmasına ve güneş tutulmasıyla ilişkilendirenlere ne diyorsunuz?
Aristo böyle bir şey ortaya atmış zamanında. Bilim düzeyimiz milattan önce 4. yüzyılda kalmış olduğu için hâlâ bu tip şeyler halkımız arasında konuşuluyor, konuşulmaya da devam edecek. Hiçbir ilgisi yok. Ayrıca güneş tutulması ile depremler arasında da hiçbir bağ bulunmamakta.

Depremlerin birbirini tetiklediği konusuna gelirsek…
Deprem olduktan hemen sonra, civarını tetikliyor. 1999 İzmit depremi Yunanistan’daki depremi tetikledi. Kanomori adlı bir Japon profesör, bunu öğrencileriyle birlikte istatiksel olarak kanıtladı.

Büyük depremlerin Kuzey Anadolu Fayı üzerinde 250 yılda bir olduğu görüşü geçerli mi?
250 yılda bir olduğu doğru. Milattan önce 4. yüzyıldan itibaren böyle bir düzen gözüküyor. Ama 1509 depreminden önce 400 yıla yakın bir aralık var. 1509 korkunç bir deprem. Ama geçerli düzen 250 yıl aralıklarda olduğu.

Siz felaket tellalı mısınız?
Büyük bir mutlulukla felaket tellallığı yapıyoruz. Halkımız hazırlıklı olsun istiyoruz. “Felaket geliyor ey halk, lütfen uyanınız ki zarar görmeyesiniz” diyoruz. Felaket tellalının olması bir topluma son derece büyük bir katkıdır. Türkiye’de felaket tellalı yeteri kadar az olduğu için, bizim toplum ne yazık ki bilimsel olarak tellallık yapıp kendini uyarmak isteyenleri hem dinlemiyor hem de dinlemek istemiyor. Kaderciliğimizin de rolü var.

1999 depremi için yakışıklı deprem demiştiniz, tepki görmüştünüz. Ne demek istemiştiniz?
Depremden sonra arazide gördüklerim bir yanal atımlı depremi öğrenciye anlatmak için oldukça yeterliydi. Bir ders kitabına koyulacak güzellikteydi; onun için bizi çok heyecanlandırmıştı. Ama depremin kendisini güzel bulmakla, depremin insan cemiyeti üzerinde yaptığı etki hakkındaki düşündüklerim birbirinden tamamen ayrı şeyler. Fakat toplum bunu birbirinden ayıramıyor. Çünkü objektif düşünemiyor. Bunun için bilimsel düşünmek lazım. Hâlbuki siz dini bakışla düşünmeye alıştıysanız, bunu birbirinden ayıramazsınız. Ayıramadığınız zaman felaket kapınızda bitiyor demektir.

Neden hep en kötü senaryoyu anlatıyorsunuz?
Sen yolun ortasında duruyorsun, bir araba tam gaz sana doğru geliyor. En iyi senaryo, sürücünün frene basıp zınk diye senin önünde durması. Orta kötülükte bir senaryo, sürücünün frene bastığı anda tam duramayıp çok yavaşlaması ama seni de hafif yaralaması. En kötü senaryo ise sürücünün hiçbir şey yapmayıp gelip seni öldürmesi.

Şimdi bu üç senaryoyu değerlendirip birinci senaryo gereği, “Sürücünün önünden çekilmemeye devam mı edersin; yoksa araba geliyor kenara mı çekileyim?” dersin. Bu kadar basit.

—Naci Görür (İTÜ Jeoloji Mühendisliği): “Son 11 yılda dikkat çeken, özellikle yerleşim alanlarını güvenli hale getirmek için yapılmış önemli bir proje yok ne yazık ki. Türkiye’yi yönetenler, hiçbir zaman için esasen daha çağdaş bir anlayış olan tehlike analizi ve risk yönetimi hususlarında kendini sorumlu addetmemişlerdir. Hâlbuki aslolan budur. Önemli olan insanlarımız ölmeden zararı azaltmak, önlemleri almaktır.

Marmara Bölgesi’nde deprem alarmı verilmiştir. Üstelik de bu bölgenin yapı stokunun yüzde 60’ının büyük bir depreme dayanamayacağı da yetkililer tarafından söylenmektedir. Buna rağmen, 11 sene geçtiği halde can alıcı, zarar azaltmaya yönelik çok az şey yapılmıştır. Yapılan şeyler, bazı yol, köprü, viyadük, hastane, okul ve devlet dairelerinin bir kısmının güçlendirilmesi ve bir de acil durum planlamasına yönelik masa başı işleridir.

Resmi rakamlara göre en iyimser bakışla yapı stokunun yüzde 25’i deprem güvenli değildir ve depremde nasıl bir performans verecekleri hiçbir şekilde tahmin edilememektedir. İstanbul’da 1 milyon 600 bin binanın olduğu düşünülürse, demek ki 400 bin bina beklenen depremde Allah’a emanettir. Yine çok iyimser bir tahminle, her binada 10 kişinin yaşadığını düşünelim -bu çok düşük rakamdır- 4 milyon insanın akıbeti, beklenen Marmara depreminde kestirilememektedir.

Buradan benim çıkardığım sonuç, Türkiye Cumhuriyeti yönetimlerinin gündeminde deprem yoktur.”

Kaynakça
Milliyet, 15 metrelik tsunami dalgaları olabilir!, 11 Aralık 2011
Milliyet, Beklenen hasar 50 milyar $, 11 Aralık 2011
Milliyet,Bin yıldır kırılmamış faylar var, 11 Aralık 2011

BAS: Antarktika’nın Topoğrafyası Ortaya Çıktı

Antarktika kıtasının buzullar olmadan nasıl görüneceğine dair kapsamlı çalışmanın sonuçları açıklandı. Britanya Antarktika Araştırmaları Kurumu tarafından yapılan çalışmada kıtanın kaya tabanını 3 boyutlu olarak gösteren bir model ortaya çıkarıldı. Antarktika üzerinde 27 milyon noktadan toplanan verilere dayanılarak oluşturulan modelin adı BEDMAP 2. Araştırma ekibinden Hamish Pritchard ortaya çıkan model sayesinde dünyanın diğer coğrafi bölgelerinde görülen dağ, vadi, ova gibi coğrafi yapıların buzlar altındaki Antarktika’da da var olduklarının bir kez daha anlaşıldığını belirtti.

Uzun yıllardır uçaklar, uydular, gemiler ve kıta üzerinde inceleme yapan biliminsanlarının topladıkları veriler üzerinden oluşturulan modele göre Antarktika’nın kaya yapısını yalnızca % 1’inin deniz seviyesinin üzerinde bulunuyor. Modelde kırmızı ve siyah olarak belirtilmiş alanlar kıtanın en yüksek noktalarını; mavi kısımlar ise kıtadaki düzlük kayaçları gösteriyor.

Araştırma sonucunda ortaya çıkan modelin Antarktika’nın küresel ısınma etkisiyle yaşadığı dönüşümü yansıtma açısından büyük önem taşıdığı belirtiliyor. Kıtanın kıyı kesimlerini oluşturan buzulların eriyerek denize karıştıkları biliniyor, ancak BEDMAP 2 modeli sayesinde gelecekte yaşanabilecek erime evrelerine dair öngörüde bulunulabilmesi mümkün olacak. Hamish, model sayesinde kıta civarındaki buzul hareketlerini tespit etmenin mümkün olacağını belirtiyor ve BEDMAP 2 sayesinde ortaya çıkan Antarktika’nın topoğrafyasının gelişmiş fizik yöntemleriyle birlikte kullanılarak buzulların gelecekteki erime sürecinin modellenebileceğini söylüyor.


The new BEDMAP of Antarctica is being presented at the AGU meeting in the US.

New map reveals what lies beneath the frozen continent
Scientists at British Antarctic Survey (BAS) have produced the most detailed map of underneath Antarctica — its rock bed.

BEDMAP is a close-up view of the landscape beneath the Antarctic icesheet and incorporates decades of survey data acquired by planes, satellites, ships and even researchers on dog-drawn sleds.

Dr Hamish Pritchard from BAS is presenting the new imagery today (Monday 5 December) to the 2011 American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting, the world’s largest annual gathering of Earth and planetary scientists.

Kaynakça
BAS, New map reveals what lies beneath the frozen continent, 10 Aralık 2011
BBCTürkçe, Antarktika’nın gizli yüzü ortaya çıkıyor, 10 Aralık 2011, İngilizce

Kripton-81 ile Nübiya Kumtaşı Akiferi’nin Keşfi

Dünyanın en eski akiferlerinden biri olan Nübiya* Kumtaşı Suvereni** (NKS), Kuzey Afrika’da 2 milyon kilometrekarelik bir alana yayılıyor. Söz konusu alanın neredeyse tümünü kaplayan yeraltısuyu, kayaların ve kumun arasından son derece yavaş bir şekilde Akdeniz’e doğru ilerliyor; neden hidrolik gradyan, darcy..

Mısır ve Libya’daki efsanevi vahaların kaynağı NKS’nin nasıl bir döngüye sahip olduğu yani akiferin nasıl boşaldığı ve yüzey suyunun nasıl çabucak akan suyun yerini aldığını anlamak şimdiye kadar çok zordu. Gizemi çözmek için Illinois’deki Argonne Ulusal Laboratuarı‘ndaki fizikçiler, yeryüzündeki en nadir partiküllerinden birini takip ediyor. Genellikle havada serbestçe dolaşır halde bulunan radyoaktif bir izotop, Kripton-81. Elde ettikleri ilk başarı, Kripton-81 adı verilen bu zor bulunan izotopları, Büyük İskender şerefine yapılmış tapınakların bulunduğu Batı Mısır’da bir vahanın 3 kilometre güneyinde yer alan akiferdeki sudan damıtmalarıydı. İkinci başarı ise söz konusu izotopları sabit tutup en son gün ışığı gördüklerinden bu yana radyoaktif olarak ne kadar bozulduklarını ölçmekti. Böylece suyun ne zamandır yeraltında olduğunu yani yeraltısuyun yaşını, akiferin yüzey suyuyla ne kadar hızlı beslendiğini ve suyun ne kadar hızla hareket ettiği anlaşılacak. Sonuçta daha doğru jeolojik modellere (yerbilimsel örneklemelere) varılacak.


Libya, Mısır, Sudan ve Çad sınırları içinde kalan Nübiya Kumtaşı Suveren Sistemi ve Nil Nehri Havzası. Görüntü: UNEP. Daha fazlası için Whymap.

Yeraltısuları, dünyanın içilebilir su rezervinin giderek hayati önem kazanan bir bileşeni ve bulgular bu su kaynaklarının ne tür süreçlerden geçtiğini anlamak açısından ciddi mesafe kat edilmesini sağlayabilir. NKS’nin 1 milyon yıldır oluşum halinde olduğu açıkça biliniyor. Biliminsanları son zamanlara kadar Karbon-14 yaşlandırma yöntemini kullanıyordu ve akiferin sadece 40.000 yaşında olduğunu düşünüyorlardı.

Kripton-81 izotopu, yeraltısuyunun hareketini takip etmek gibi zorlu bir iş açısından iyi bir araçtır. Çünkü havada bulunan, yeraltında olmayan Kripton-81 izotopu, su havayla temasını kaybettiğinde radyoaktif saat çalışmaya başlıyor. İzotopun yarı ömrü 230.000 yıl ve bu sayede bozulma 2 milyon öncesine kadar ölçülebiliyor. Fakat Kripton-81 izotoplarını izole etmek son derece zor, yakalamak ise daha da zor. Süreç, suyun akiferden havayla hiç temas etmeden alınmasıyla başlıyor. Kripton sudan alınıp bir vakum sistemine aktarılıyor. Lazerler atomların üzerinde salındığı frekansı nokta nokta işaretliyor. Kripton-81 atomları kendilerine göre ayarlanmış bir lazerden geçtiklerinde ışıl ışıl parlıyor ve yavaşlıyorlar, bu da araştırmacılara onları izole etmek için daha kolay bir hedef sağlıyor.

Tespit edilip yavaşlatılan Kripton-81 izotopları, pusulanın dört ana yönünden ve yukarıyla aşağıdan üzerlerine odaklanmış 6 lazer ışını tarafından yakalanıyor. Bunun ardından bozulmaları ölçülebiliyor. Fizikçi Zheng-Tian Lu (Argonne Ulusal Laboratuarı), “Elde edilen veriler suyun bugün doğru anlaşılıp kullanılması konusunda da yararlı bilgiler sunuyor” diyor. Kripton-81 tekniği Filipinler ve Avustralya gibi ülkelerdeki başka akiferlere de uygulanıyormuş. Jeolog Neil C. Sturchio (Illinois Üniversitesi), NKS boyunca suyun nasıl aktığına dair en yaygın kabul gören modelle çalışıyor. Sturchio, “Bu modelin geliştirilmesinin sebebi, suyu paylaşan Mısır, Libya, Çad ve Sudan arasındaki uluslararası anlaşma.. Mesele şu: Libya kendi suyunu pompalamaya başlarsa, Mısır da kendi vaha bölgesinde aynı şeyi yaparsa, akiferin geri kalanına ne olur? Eğer yoğun pompalama kıyı bölgesine çok yaklaşırsa, tuzlu su pompalamanın yol açtığı hidrolojik çöküntüyü doldurabilir” uyarısında bulunuyor.

NKS kuruyacak gibi görünmüyor. Akiferde Nil Nehri’nin en az 500 yıllık debisine denk miktarda su var. Sadece Mısır sınırları içindeki yeraltısuyunun 42.000 kilometreküpün üzerinde olduğu tahmin ediliyor. Fakat Pradeep Aggarwal (Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu), “Tüketim yüzünden birkaç vahanın suyu tükendi. Libya’da Kufra Gölü’nü kuruttular” diyor. 1920’de National Geographic’in gölün bir fotoğrafını yayınladığını söyleyen Aggarwal, “Şimdi ise kupkuru bir yatak. Çünkü çok fazla su çekiyorlar” diyor. Aggarwal’a göre, akifer muazzam büyüklükte olsa da yeniden dolum oranı, en iyi ihtimalle, her yıl milimetrelerle ölçülüyor. Yani çekilen su ile kıyaslandığında devede kulak. Sturchio’ya göreyse buna ek olarak suyu çekmenin en iyi yolunun ne olduğu sorusu da henüz cevaplanmış değil. “Kuyuları nereye açmalı, ne kadar derin olmalı, birbirlerine ne kadar yakın olmalı? Bunların cevaplarını bilmiyoruz” diyor. “Doğru şekilde tasarlarsanız, sorun yaşamadan çok daha fazla su alabilirsiniz. Fakat bütün kuyuları tek bir noktaya toplarsanız, başınıza büyük dert açılabilir” diye ekliyor.

***

Eski günlere gittim. İzotop hidrolojisi dersi okurken çok zevkliydi, Serdar Hoca’nın kulakları çınlasın. Oksijen-18, trityum (Hidrojen-3), küresel meteorik su çizgisi.. Ama yeraltısuları stratejik bir kaynak ve haberin içinde alttan alta verilmiş sınır aşan su sorunu bir o kadar korkutucu, çünkü bu zıkkım alenen savaş nedeni.. Örneğin, Kaddafi devrildikten sonra Libya’nın su ihtiyacı mı arttı, down down Kaddafi!.. Ya bir git onun sebebi petrol demeyin, önce bir dinleyin..

Kaynakça
Sabah, Nadir İzotop Kadim Su Kaynağının İzinde, 8 Aralık 2011, İngilizce

Dipnot
* İngilizcesi Nubian olmakla beraber, Türkçesi için Nubya, Nubiya, Nübiya, Nübi, Nübye gibi karşılıklar var. Hangisi doğrudur artık seçimi size bırakıyorum, sanki kulağa hoş gelen Nübiya.
** Akifer, bünyesinde su barındıran ve barındırdığı suyu veren yerbilimsel (jeolojik) yapıdır. Bu tarifi yoldan geçen adamın anlayabileceği Türkçe karşılıksa suverendir. Başlıkta akifer metinde suveren kullanımın yaygınlaşma için tercih edilmiştir. Akiklüd için suvermez, akitard için kısmen suveren ve akifüj için susavan. Bu karşılıklar içinde Mehmet Hoca’nın kulaklarını çınlatalım.