Tarım Bilimi

Tarım, ancak on bin yıllık bir geçmişi olan bir insan etkinliğidir. Aynı zamanda modern çağm bir mucizesidir tarun. Uzun yıllar dünyanın besin yetersizliği yüzünden yıkımlara
uğrayacağı yolunda öngörülerde bulunulmuş, ama çiftçilerin, bilim adamlarının, sanayinin ve hükümetlerin ortak çabaları sonunda, her dönemde yeni üretim düzeylerine ulaşılarak birçok bunalım giderilmiştir.
İnsanoğlu, bir yerde yerleşip kalmanın daha uygun olduğunu anladıktan ve yetiştireceği bitkileri ve hayvanlan bilinçli olarak seçmeye başladıktan sonra, ilk seçtiklerini yavaş yavaş geliştirdi. (Modern tarım biliminin tekniklerinden biri de, melez olarak yetiştirilmiş ekinleri sabırla «geriye doğru yetiştirerek» insanın ilk kullandığı başlangıçtaki türlere daha yakın biçimlere dönüştürmek olmuştur). Bu ilk kaba tanm bile ekonomik açıdan, göçebe avcılıktan daha kârlıydı ve insanoğlunun hızla gelişmesinin başlangıç noktasıydı. Tarım ürünlerinin yığılması, besin sağlamadaki düzensiz dalgalanmalan yatıştırdı^ aynı zamanda emekten kazanılan zaman, insanın sosyal yaşamını zenginleştirecek başka etkinliklerin geliştirilmesi için fazla vakit sağladı.
Başarılı bir biçimde gelişen tarım, dört özelliğe dayanır: uygun ekinlerin seçilmesi ve geliştirilmesi; toprak ve gübreler; su; ve iklim, însanğolu zamanla bunlardan ilk üçünü nasıl çekip çevireceğini öğrenmiştir. Biyologlar, genleri geliştirerek, hem toprak, hem de emek bakımından ürünü artırabilen bitki cinsleri ortaya çıkarabilmektedirler. Ekinlerin, besleyici değerinin artınlmasında kazanılan başarı da, çağımızda aynı ölçüde önemlidir.
Suyun bulunup bulunmaması, daha ilk başlardan beri, yerel tarımın, türünün ve niteliğinin belirlenmesinde önemli bir etkendi. Birçok bölgede sulama, daha ilk başlarda zorunlu olarak uygulandı. Ne var ki, sulama sorununun yanı sıra, toprağın niteliği ve uygunluğu sorunu da sözkonusuydu. insanoğlu, çok geçmeden, entansif tanmm toprağı tükettiğini ve bunun da sulamanın değerini azalttığını öğrendi. Her mevsim meydana gelen taşımalann, su ve besin getirdiği Nil Vadisi gibi elverişli bazı yöreler dışında, toprağın tükenmesi (Maya’larda olduğu gibi) insan topluluklarının topluca yer değiştirmeleriyle sonuçlandı. Ama gene de insanoğlu birçok bölgede her yıl değişik ekin ekmesini ve bazı azotlu bitkilerin verimli etkisini öğrendi. Birçok uygarlıkta, besleyici maddelerin, sistemli bir biçimde yeniden işlenip, toprağa verildiği görüldü.
İnsanlar, böyle basit yöntemlerle işleri çekip çevirebiliyorlardı, çünkü hastalıklar nüfu-
su her zaman sınırlı tutuyordu. XIX. yüzyılda tıp alanındaki büyük ilerlemeler, nüfusların hızla artmasına ve insanlann gittikçe daha fazla yiyecek gereksemelerine yolaçtı. Bu sorunun çözümü, tanmm yaygınlaştırılmasına, yeni ve daha iyi bitki cinslerinin geliştirilmesine («yeşil devrim» denilen kavram) ve insanlara daha yararlı hayvanların yetiştirilmesine bağlıdır. Ama yetiştirme programının ve yeşil devrimin başarılı olabilmesi için, çok büyük miktarlarda yapay gübre gereklidir. Ayrıca, tam verim elde edebilmek için, yüzlerce metrekarelik geniş alanları kaplayan en elverişli cinsler kullanılmaktadır yanızca. Modern tanmın durumu budur ve buna monokültür adı verilmektedir. Bu durumuyla modem tarım, dünyayı daha kuşaklar boyu besleyebilecek güçtedir. Ekilebilir toprakların iki katına çıkanl-ması mümkündür. Su, daha verimli bir biçimde kullanılabilir. Daha da önemlisi, şimdi elde edilen tahıllarda büyük bir artış sağlayan hayvan proteininin yerini daha başka proteinler alabilir. Bu teknoloji, eğer siyasal sistemleri izin verirse, üretimleri yeterli olmayan ülkelere uygulanabilir.
Asında bu ilerlemeler her aşamada azar azar gerçekleşmiştir. Gerçi modern tanm, büyük nüfusun gereksemesini karşılayabilmektedir, ama kullanılan yöntemler, yeni sakıncalara yolaçmaktadır. Birincisi, yeni bitki cinslerinin geliştirilebilmesi için yabani bitkilerin genlerine bağımlı olunmasıdır. Monokültür tekniği, tüm ekini yeni zararlılann etkisine açık bir duruma getirmektedir; tek bir zararlı bile, ayn türden bir kültürün doğal engelleri olmadığı için kolaylıkla yayılarak büyük bir yıkıma yolaçabilir. Eğer bunlar kimyasal yada biyolojik yollardan denetim altına alı-namıyorlarsa, yeni bitki cinslerinin geliştirilmesi gerekir.
Günümüzde aşırı ilgi duyulan konulardan biri de, iklimdir, iklimin anlaşılmasında pek az ilerleme kaydedilmiştir. Kısa süreli iklim değişiklikleri, dünyanın yiyecek sağlanmasında önemli değişikliklere yolaçabilir ve gerekseme ile üretim arasında her zaman pek az fark olduğu — olsa olsa birkaç aylık bir rezerv vardır — düşünülecek olursa gerçek yiyecek bunalımlan pekala beklenebilir. Bir bakıma, değişen hiç bir şey yoktur. Tanm teknolojisinde meydana gelen olağanüstü değişiklikleri bir yana bırakırsak, tıpkı Maya’lar gibi biz-ler de on bin yıldır yiyecek darlığı tehditleri altında yaşıyoruz; yalnızca tehdidin niteliği farklı.
Dünyanın anatomisi
m
m
Yerin iç yapısıyla ilgili dolaysız araştırma araçları çok sınırlıdır. Maden kuyuları birkaç bin metreyi, sondaj kuyuları da 5000 m’yi geçmez. Ancak deprem dalgalarının ve yanardağların incelenmesine dayanan yöntemler yerkürenin iç tabakaları ve bu tabakaların özellikleri hakkında güvenilir bilgiler verir.
Yeryüzü, soğan gibi, içiçe geçmiş birçok kabuktan oluşmuştur. Her kabuğun kendine özgü bir kimyasal bileşimi ve fiziksel özelliği vardır. Yer in içindeki bu kabuklar başlıca üçe ayrılır: Yerkabuğu, manto (alt ve üst) ve en içte çekirdek.
Üstünde yaşadığımız katı kabuk, dünya hacminin yalnızca yüzde bir buçuğunu kapsar ve oranlanırsa dünyaya göre bir yumurta kabuğundan kaim değildir. Bilim adamları, kabuğun en üst kısmı konusunda doğrudan gözlem yoluyla birçok şey öğrenebilmişlerdir. Dünyanın iç kısmı konusundaki bilgileri ise, deprem dalgalarının izlediği yolların incelenmesine dayanır.
Deprem dalgaları değişik yoğunluklardaki kayalardan geçerken, tıpkı bir camdan geçen ışık
gibi kırılırlar. Eğer dalgStar engele düşük bir açıyla çarparlarsa, kı rılmak yerine yansırlar. Uzak depremlerden gelen dalgalar, yüzeye kabuk içinden dik olarak, yakın depremlerden gelenlerse, küçük açılarla çıkarlar. Bu açıları, dalgaların yüzeye çıkış hızlarını, varış zaman-larını ve katettikleri yolları bilen jeofizikçiler, dünyanın değişik bölgelerinin konum ve yoğunluklarını hesaplayabilmişlerdir.
Dünya Kabuğunun Gözlemlenmesi
Kabuğun en üst mantonun kimyasal bileşimi, dünya yüzeyindeki yada yüzey yakınındaki kayalar, doğrudan gözlemlenerek öğrenilir
(2). Üst mantonun altında kalan bölgeler hakkında kesin olarak çok az şey bilinmektedir, ama demir ve taş göktaşlarıyla, dünyanın derinliklerinin bileşimi arasında benzerlikler olabilir.
Kıtasal alanlar üzerindeki üst kabuk, (başlıca elemanları olan silisyum ve alüminyumun ilk iki harfinin birleşimi olan) sial adıyla anılır. Okyanus alanlarının üstünde .ve kıtasal sial altında sima içindeki en bol elemanlar silisyum ve magnezyum birleşimi adıyla bilinen
kabuk bulunur. Sial’in yoğunluğu 2,7 g/smvtür; (yoğunluğu 2,9 g/sm3 olan) sima’dan daha hafiftir. Sial, sima üstüne uzanarak kıtaları oluşturur. Okyanus kabuğu, içinde tortu ve lavlar bulunan, ince bir kaplama içeren simadan oluşmuştur.
Kabuk, mantodan ani bir yoğunluk değişikliğiyle (2,9’dan 3,3 g/sm3’e) ayrılır. Bu bölge deprem dalgalarını iyi yansıtır. Mantoyu saran bu bölge, 1909 yılında Hırvat Mohoroviçiç tarafından keşfedilmiştir ve onun adıyla kısaca Moho diye anılır. Mohoroviçiç süreksizliğinin (2) kabuğun tabanını temsil ettiği kabul edilir. Moho, kıtalar altında ortalama 35 km derinlikte, okyanus ve denizlerde ise su yüzeyinden yalnızca 10 km aşağıdadır.
Kabuğun Altı
Üst manto (1), Moho’nun altından 60 – 100 km derinliğe kadar uzanan sert bir üst tabaka, 200 km kadar kalınlığı olan bir çamur tabakası (yada, astenosfer) ve 200 ile 700 km arasında kalın bir alt tabakadan oluşur. En üst tabaka (üstündeki kabukla birlikte) yanal olarak tabakalara ayrılmış olan li-
1) Yerkabuğunun kalınlığı 40 km ile 5 km (okyanus altında) arasında değişir. Kabuk üst mantoyla birlikte.
sert litosferi 11] oluş- ya [41 varono dek, turur. Litosfer, astenos- 700 km derinliğe uza-fer 12] üstünde yana nır. Manto, astenosfer doğru kayabilir. Ost de erime nokatsına manto [3] alt manto- yakın olan peridotit-
ten oluşmuştur. Bu, o derinliklerde sismik dalgaların yavaşlamasını açıklar ve tabaka oluşumu kuramına
uygundur. Alt mon-todaki yoğunluk artışının nedeni olarak, artan basınç ve atomların kimyasal biteşim-
de bir değişiklik olmaksızın sıkışmaları gösterilmektedir. Manto, dış çekirdekten [6] başka bir sismik dalga süreksizliğiyle, yani Gutenberg süreksiz bölgesiyle [5] ayrılır. P dalgası hızı, saniyede 14 km’den 8 km’ye düşer ve S dalgaları dış çekirdek içinde yayılamaz. Bu gözlemler dış çekirdeğin sıvı durumda olduğunu gösterir. Yoğunluk alt mantoda 5,5 g/sm3’den dış 10 g/sm3‘e, orada da aşağıya doğru 12 yado 13 g/sm3’e yükselir.
Cekirt minin kadar kütle! oluşu demir oluştı tedir, başkc kalını samlı gökte mesi rilen P dal katı ı yada başk [71 g ve I-arttıı
1,500
2,400
3.500
5,600
mi 3,956 km 6,371
tabakalar, ba-neredeyse erime ılaşarak, hemen hemen durumda tuttukları aste-üstünde hareket ederler.
manto, alt mantodan kaya sun artığı (3,3’den 4,3 ikinci bir süreksizlik böl-aynlır. Burada bileşimin •it’ten ve üstteki kayaların bbsıncı sonucu yüksek yoğun-erişmiş minerallerden oluştu-f düşünülmektedir.
Alt mantoyla çekirdek arasında, 2900 km demilikte başka bir süreksizlik bölgesi uzanır ve burada yoğunluk 5,5’den 10 g/sm3’e çıkar. Bu. 1914’de bulunan Gutenberg süreksizliğidir. Çekirdeğin kendisi de 5150 km derinlikte bir dış, bir de demir-nikel alaşımından oluştuğu düşünülen iç bölgeye ayrılır. Dış bölgenin sıvı olduğu düşünülmektedir, çünkü S dalgalarını (makaslama deprem dalgalan) durdurur. İç bölgenin ise, P dalgalan (sıkıştırma) orada biraz daha hızlı ha-ıcket ettiği için katı olduğu düşünülmektedir. Dış ve iç çekirdek ara-smdaki sınırda yoğunluk 12,3’den. yaklaşık 13,3 g/sm3’e çıkar ve dünyanın 6371 km derinlikteki merke-
zinde 13,6 g/snv*’ü bulur.
Dünyaya düşen göktaşları, Yer’ in bileşimi konusunda ipuçları sağlar. Bu göktaşları, taş yada demirden oluşmuştur. Taş göktaşlarının demir olanlara orantısı, manto kütlesinin dünyanın çekirdeğine orantısına aşağı yukarı eşittir. Göktaşları büyük olasılıkla, dünyaya benzeyen ve bilinmeyen bir dönemde parçalanmış olan başka bir gezegenin kalıntılarıdır (1).
İsı
Dünyanın içinden yüzeyine ulaşan ısı tutarı, ısı akımı profilinde (2) gösterilebilir. Dünya yüzeyinden indikçe, sıcaklık 375°C’a, üst mantonun 50 km derinliğinde 800°C’a, 1000 km derinliğinde 1800°C’a çıkar. Alt manto için 2000 km derinlikte tahmini sıcaklık 2250°C’a ve manto çekirdek sınırında, yani 2900 km derinlikte 2500°C’ dır. Dünyanın merkezindeki sıcaklık herhalde 3000°C dolaylarındadır.
Isı, yüzeye konveksiyon ve iletme yoluyla aktarılır: Katı tabakalarda büyük olasılıkla iletme, sıvı tabakalarda konveksiyon yoluyla olur.
ayrıca bak:
14 Depremler
18 Yerçekimi ve
dünyanın biçimi
10 Dünyanın oluşumu
Yeryüzü başlıca üc
tobakadan oluşmuştur kabuk, manto ve çekirdek. Kabuk, kıtasal ve okyanussol olmak üzere ayrıca ikiye bölünür. Üst kıtasal kabuk, çoğunlukla silisyum ve alüminyum bakımından zengin granittendir. Okyanus kabuğu ise silsiyum ve magnezyum bakımından zengin bazalttandır. Sima, kıta siali altında da bulunur. Simadan daha hafif bir maddeden oluşmuş sial kıtaları, onun üstünde denizdeki buzullar gibi yüzerler. Manto, magnezyum ve demir silikatlar bakımından zengin kayalardan: yoğun çekirdek ise, büyük olasılıkla, erimiş durumdaki demir ve nikel oksitlerden oluşmuştur.
ötekiler %13. t-ej03 + FeO %4. Al2 03 %14 SiOî %69.
Sİ02 %48
_Al203 % 15
—CaO %11
e2 O3 + FeO %11 laO ‘
-Sİ0 2 %43 MgO %37
Fe2 03 + FeO %12 CaO %3 İNekiler %5
Fe2 03 * FeO %90 NİO %8 Ötekiler % 2
ra hac-ı %16’sl ■a karşı| 2’sini ördeğini İden I linulmekfl ıuyan v| »genin ” lukları ir-nikel
■ incelen l gelişti- I ■tezdir bi dünyanın| kezi Jekte [Î eksizlik!
Deprem merkezleri Sismik dalga Isı akımı

i yollardan [A] in-. Oünyantn ıc don ısı akımı nik alanlarda in- oda yaylamda im ve okyanus sırt-ı (6) yüksek, i çukurlarında 1| alçaktır. Doğru-ı gözlem bölgesi.
[9] en derin deniz ^sondaj çukurunda, deniz yatağının 1300 m altında, en derin madende 3848 m ve [15) karaya açılmış en derin çukurda 9583 m’de sınırlarına ulaşır. Belirli düzlüklerde deprem merkezleri yeralır Deprem şokları, ka-
bukta ne Kadar derine inerse o kadar hızlı yayılan sismik dalgalar üretri [1.2]. Mo-horoviçic süreksizliğinin [5] ardında, sismik dalgaların bir yüksek hız bölgesine
[3) girdikleri manto buludur. Daha sonra bu dalgalar alçak hız
bölgesinde [4] yavaşlarlar. Okyanus kabuğu
[10] üzerindeki okyanus tabanında deniz tortuları [8] birikir.
Kıta kabuğu [16] bunun üzerinde uzanır. [14] de dünyanın iç kısmından gelen, demir ve magnezyum bakımından
zengin bir peridotit tabakası vardır.
Tüm bu veriler [B] de yorumlanmıştır Deniz tabonı kabuğu [18] bazalttan, kıto kabuğu [17] ise bir bazalt tabakası üstünde bulunan granitten oluşmuştur. Manto [19] peridotitten meydano ge-
lir. Yüksek ısı akımı ve düşük yeğinlikli depremler, magmanın mantodan yükseldiği okyanus sırtlarıyla [20] ilintilidir [21]. Magma, bazen fışkırmadan önce bir magma bölmesinde [22] geçici olarak birikir. [24] de. komşu bir
tabaka altmdon mantoya dalan ve sürtünme yoluyla magmoyı eriten litosfer tabakası. Beniotf bölgesi [23] boyunca uzanmaktadır. Peridotit çıkıntıları [25] derin kabuk yarıklarından dünya yüzeyine yükselmişlerdir.
7