Dünya'yı özel yapan ne?

Kanca

Bir düşünce deneyi yapalım. Dünya'yı alıp Venüs'ün yörüngesine taşıyoruz. Güneş gökyüzünde daha büyük ve daha yakıcı görünüyor; okyanuslar ısınıyor, buharlaşan su havaya karışıyor ve ısıyı daha da çok tutmaya başlıyor. Şimdi Dünya'yı alıp Mars'ın yörüngesine götürüyoruz. Bu kez Güneş küçülüyor, denizler kıyılardan başlayarak donuyor.

Güneş'e birkaç adım yaklaşmak ya da uzaklaşmak her şeyi değiştirebilirdi. Bu cevap önemli, ama hikâyenin yarısı. Çünkü Ay da Güneş'e tam bizim uzaklığımızda dolanıyor ve üzerinde tek bir damla sıvı su, tek bir canlı yok.

Merkezi soru

Dünya'yı, Güneş Sistemi'nde bildiğimiz tek canlı dünya yapan koşullar neler?

Anlatım

Sıvı su

Yaşamın bildiğimiz her biçimi sıvı suya bağlıdır. Hücrelerin içindeki kimya suda gerçekleşir. ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu'na göre Dünya yüzeyinin yaklaşık yüzde yetmiş biri suyla kaplıdır. Bugün Güneş Sistemi'nde yüzeyinde kalıcı olarak sıvı su taşıyan tek gezegen Dünya'dır.

Suyun sıvı kalması için sıcaklığın donma ile kaynama noktası arasında olması gerekir. Güneş ile aramızdaki mesafe, bu aralığı mümkün kılan bir kuşağın içine düşüyor. Biraz daha yakın olsaydık, Venüs'teki gibi bir sera döngüsü suyu buhara çevirebilirdi. Biraz daha uzak olsaydık, Mars'taki gibi su ancak buz olarak kalabilirdi.

Uzaklık tek başına yetmez

Ay, Dünya ile aynı uzaklıktadır ve aynı Güneş ışığını alır. Ama gündüzleri yüzü kavrulur, geceleri donar. Havası yoktur, yüzeyinde sıvı su yoktur. Demek ki doğru uzaklık yalnızca bir başlangıçtır.

Suyu sıvı tutmak için bir de hava gerekir. Hava basıncı olmayan bir yerde su, buz hâlinden doğrudan buhara dönüşür. Havayı tutmak için de gezegenin yeterince büyük olması gerekir. Ay'ın çekimi, gaz moleküllerini uzun süre yanında tutamayacak kadar zayıftır. Dünya ise havasını milyarlarca yıldır koruyabilecek büyüklüktedir.

Hava bir de yorgan işi görür. Önceki derste gördüğümüz gibi, Dünya'nın ince sera örtüsü ortalama sıcaklığı donma noktasının üstünde tutar. Havanın yüksek katmanlarındaki ozon ise Güneş'in yakıcı mor ötesi ışığının büyük kısmını süzer.

Görünmez kalkan

Güneş yalnızca ışık saçmaz; uzaya sürekli olarak elektrik yüklü parçacıklardan oluşan bir rüzgâr da üfler. Bu Güneş rüzgârı, korumasız bir gezegenin havasını yavaş yavaş koparıp uzaya savurabilir.

Dünya'nın içindeki sıvı demir çekirdek, gezegeni saran bir manyetik alan üretir. Bu alan, Güneş rüzgârının büyük kısmını gezegenin çevresinden saptırır. Kutup bölgelerinde gökyüzünde dans eden renkli ışıklar, bu kalkanın parçacıkları yakaladığı yerlerde görülür.

Mars bu kalkanı milyarlarca yıl önce kaybetti. NASA'nın MAVEN aracının ölçümlerine göre, Mars'ın küresel manyetik alanı iç ısısı azaldıkça yaklaşık dört milyar yıl önce söndü. O günden beri Güneş rüzgârı havasını sökmeye devam ediyor; bugün bile her saniye yaklaşık yüz gram gaz kaybediyor. Bir zamanlar suları olabilen Mars, bugün soğuk ve kurak bir çöl.

Ay'ın sessiz desteği

Mevsimleri yaratan şeyin Dünya'nın eğik ekseni olduğunu biliyoruz. Önemli olan, bu eğimin çok uzun zamanlar boyunca neredeyse sabit kalması. Fransız gökbilimci Jacques Laskar (okunuşu "Jak Laskar") ve meslektaşlarının hesabına göre, Dünya'nın eğimi bugün ortalama değerin çevresinde yalnızca bir derece kadar oynuyor.

Bu kararlılığı büyük ölçüde Ay'a borçluyuz. Aynı hesaba göre Ay olmasaydı, Dünya'nın ekseni öbür gezegenlerin çekimiyle neredeyse sıfır ile seksen beş derece arasında düzensizce yalpalayabilirdi. Böyle bir değişim, iklimi zaman zaman altüst ederdi.

Yaşam da Dünya'yı değiştirdi

Gezegenimizi ayrıcalıklı kılan bu koşullar yalnızca yaşamı beslemedi; yaşam da Dünya'yı değiştirdi. Milyarlarca yıl önce, fotosentez yapan küçücük canlılar havaya oksijen salmaya başladı. Bugün soluduğumuz oksijen ve bizi koruyan ozon tabakası, büyük ölçüde onların eseridir. Dünya ile üzerindeki yaşam, birbirini şekillendiren bir ortaklık içindedir.

Aslında…

En iyi kanıt, hemen yanı başımızda duruyor. Ay, Dünya ile aynı uzaklıkta ve cansız. Aynı uzaklık, bambaşka bir kader.

Büyük resim

Bu ders, bir soruyu tersinden sormayı öğretiyor. "Dünya neden yaşanabilir?" diye sorduğumuzda, cevabın tek bir şans değil, birbirine bağlı pek çok koşulun uyumu olduğunu görüyoruz. Bu koşullardan biri eksik olsaydı, Dünya bugün bambaşka bir yer olabilirdi.

Gökbilimciler başka yıldızların çevresinde dolanan gezegenlerde yaşam ararken bu listeyi kullanıyor. Doğru uzaklıkta bir gezegen bulmak, aramanın yalnızca ilk adımı. Ardından havasını, suyunu ve korunup korunmadığını anlamaya çalışıyorlar. Bu konuyu ötegezegenleri konuşurken yeniden ele alacağız.

Özet

1. Dünya, yüzeyinde kalıcı olarak sıvı su taşıyan tek gezegendir; bunun için Güneş'e uzaklığı donma ile kaynama arasında bir sıcaklığa izin verir.
2. Uzaklık tek başına yetmez: suyu sıvı tutan hava, havayı koruyan manyetik kalkan ve mevsimleri kararlı tutan Ay da gerekir.
3. Yaşam da Dünya'yı değiştirdi; soluduğumuz oksijen, milyarlarca yıl önce fotosentez yapan küçük canlıların mirasıdır.

Görev

Quiz

1. Dünya yüzeyinin yaklaşık ne kadarı suyla kaplıdır?
2. Ay, Dünya ile aynı uzaklıkta olduğu hâlde neden yaşanabilir değildir?
3. Dünya'nın manyetik alanı onu neye karşı korur?
4. Mars havasının büyük kısmını neden kaybetti?
5. Ay, Dünya'nın iklimine nasıl katkı sağlar?

Cevaplar

1. Yaklaşık yüzde yetmiş biri.
2. Ay'ın havası ve yüzeyinde sıvı suyu yoktur; çekimi havayı tutamayacak kadar zayıftır.
3. Güneş'ten gelen, elektrik yüklü parçacıklardan oluşan Güneş rüzgârına karşı korur; bu rüzgâr korumasız bir gezegenin havasını koparabilir.
4. Küresel manyetik alanı milyarlarca yıl önce söndü; korumasız kalan havasını Güneş rüzgârı yavaş yavaş uzaya süpürdü.
5. Dünya'nın ekseninin eğimini neredeyse sabit tutar; bu da mevsimlerin ve iklimin çok uzun zamanlar boyunca kararlı kalmasına yardım eder.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Yaşanabilir bir gezegenin nasıl olması gerektiğini konuştuk; şimdi komşumuza bakalım. Mars bugün soğuk ve kırmızı bir çöl. Ama yüzeyinde kuru nehir yatakları ve eski göl kıyıları var. Mars'ı kırmızı yapan şey ne, ve bu kırmızı gezegen bir zamanlar gökyüzü mavi, suları akan bir dünya olabilir miydi?