ZAMANIN KUMLARI
Küçük taneli kumtaşı, görünüşte hiçbir etkileyici özellik taşımıyordu; fakat Batı Avustralya’daki Narryer Dağı’nda bulunan bu kumtaşından alınan küçük zirkon kristallerinin, incelenmeleri sonucunda yaşları 42 milyar yıl olarak saptandı. Bu, şimdiye dek yeryüzünde bulunan en eski mineraldi. Kambera’daki Avustralya Ulusal Üniversitesi jeologları bu kristallerin, dünyanın orijinal kabuğunun kalıntıları olduklarını sanıyorlar. Eğer gerçekten öyleyse, bu buluş Ay’ın yüzeyini “çiçekbozuğu” na çeviren eski meteor bombardımanlarına benzeyen bir meteor bombardımanının, 4.5 milyar yıl önce yerkabuğunu tümüyle yok ettiğini öne süren yaygın kanıyı altüst edecek.
Jeokimyacı William Compston, kendi
geliştirdiği ve çok küçük malzemelerin içindeki elementlerin ölçülmesini sağlayan mikro iyon tutucusu ile kumtaşı içinde bulduğu uranyum ve kurşun miktarlarını kıyaslayarak, mevcut zirkonun yaşını tayin etti. Çünkü, uranyumun kurşuna dö-nüşünceye kadar radyoaktif parçalanması çok yavaş ve sabit bir hızda olduğundan dolayı, her hangi bir örneğin içindeki bu iki elementin oranı, onun yaşının tayininde kullanılabilir.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’n-den bir başka jeokimyacı, Stanley Hart, “Compson oldukça ihtiyatlıdır, eğer O, kumtaşlarının yaşının 4.2 milyar yıl olduğunu söylüyorsa, öyledir” diyor. Bu yaş tahmini doğruysa, yeryüzünün herhangi bir yerinde bu esk! kabuğun zirkonu aşınmış bölümleri, belki de el değmemiş halde hâlâ kalmıştır. Bu kabuğun bir parçası, yeryüzü yuvarlağımızın jeolojik süreci ile ilgili, çok önemli İp uçlarına sahip olabilir. DISCOVER’dan
dirilen araştırmacılar Z parçacığına alt ilk işaretleri saptadılar.
• Eğer atom patlamalarının dünyanın sonunu getireceği söylentilerinden kuşku duyuyorsanız, rahatlayabilirsiniz. Bazı fizikçilerin kuramlarına göre, yüksek bir enerji çarpışması, evrenimizin, yarı durağan “yalancı boşluk” durumundan, her-şeyl beraberinde götürerek “gerçek boşluk” durumuna dönüşmesine yol açabilir. Çok şükür ki, Princeton Üniversitesi’nden Piet Hut ve Martin Rees’e göre, kozmik ışın etkileşimi sırasında şimdiye kadar pek çok enerji çarpışması ortaya çıkmakla birlikte pek bir şey olmuş gibi görünmüyor, en azından henüz.
• Yeryüzü’ndeki kara kütlesinin yaklaşık % 5 kadarını dağlar oluşturur. Dağlardaki canlılar çok çeşitlidir. Çünkü, iklim bakımından 70 m. lik bir yükseklik farkı, 1 enlem derecesine; yani yaklaşık
110 km. lik bir uzaklığa eşit sayılabilir. Bunun da nedeni, yükseklik arttıkça hava sıcaklığının hızla düşmesi ve yağışın artmasıdır.
Araştırmacılar Nisan ayında çok dikkatle deney verilerini aldılar. Mayıs ortalarında da cihazın Z° için ayarlandığının işareti olan bir proton karşıtproton çarpışmasını saptadılar. Cihazda, Z°’ın elektron ve pozitron’a (karşıtelekt-ron) ayrılıp parçacıkların çarpışma noktalarına dolaşarak gidip gelmesini izlenebilir. Eğer, Z*’-dan elde edilen elektron ve pozltroraun beraberce taşıdıkları enerji, parçacığın kütlesine eşdeğer olursa, deney başarılmış olur ve bu olacağa benzemektedir.
Açık olarak, araştırmacılar tedbirli davranmaktadırlar, saptanan tek bir olayla Z’nın bulunduğunu iddia etmemektedirler. Kütle, doğruya çok yakın görüldü ve Z° tam frekansında görüldü. Araştırmacılar, en son deney verileri ile W parçacığını dört defa, ilk deneyle de beş defa saptadılar.
Elektrozayıf kuramının zor olan deneyi, çeşitli Z parçacıkları bulunduğunda ve kütleyi tam olarak saptadıklarında ortaya çıkacaktır. Kurama göre, Z ve W parçacığı çok hassas bir şekilde birbirleri ile ilgilidir. Eğer bu ilişkinin doğruluğu saptanırsa, yalnız CERN Fizikçilerl’nin değil, elektrozayıf kuramının da zaferi oalcaktır. Fakat, parçacık fiziğinin çok geniş olduğu da gözden uzak tutulmamalıdır.
New Scîentıst’den csvi’»” :
Fa. ▼. VBL 3 JLÎ
Ekim 1983
35
YAŞAMIN İKİ GÖRÜNÜMÜ
Herold MOROWITZ
Eğer yaşam yerkürenin jeokimyasal işlemlerinden ayrılmasay-dı, tüm bir gezegen büyük bir organizma olarak düşünülebilir miydi?
I aboratuvarlarda çalışan bilim adamları, *“ felsefi yayınlara daha az zaman ayırırlar. Bununla birlikte çoğu biyolojistler, kendilerini konularına güdüleyen “yaşam” kavramını hiçbir zaman akıllarından çıkarmazlar. Biz yaşamı, çok özel moleküller denilen hücrelerin düzenlenmesinin bir özelliği olarak görüyoruz. Bu çerçeve içerisinde canlı yaşamın özü laboratuvarlarda incelenebilir, analiz edilebilir ve onun hücresel temellerine inilebilir. Bu görüş, RNA ve DNA moleküllerinin rollerini, hücre büyümesinde ve çoğalmasında proteinleri inceleyen moleküller biyolojiye rehberlik eder. Bu görüş, aynı za-zamanda, genetik mühendisliği ve biyolojiyi pratik problemlerin çözümünde kullananların önemini arttırır.
“Yaşam” nedir sorusuna değişik ve eşanlamlı bir cevap var. Bu cevap, Yer’in jeokimyasal tarihi ile ilgilenen bilim adamları tarafından veriliyor. Bu grup için “yaşam” mantle ve çekirdek içindeki olaylardan doğan mekanik enerji ve Güneş’ten doğan radyasyonun itici kuvveti altında, elemanlarının devamlı dönüşümünü sağlayan gezegenin bir özelliğidir. Bu görüş açısı ekolog, jeolog, meteorolog ve deniz bilimcilerinin uzun süre ortak çalışmaları sonucu ortaya çıktı. Bütün bu alanlardaki buluşlar tek bir organizmanın yaşamının, bütün yeryüzünün “metabolizmasıyla” ilgili daha geniş anlamdaki olayların bir parçası olduğunu belirler. Or-ganizmalarıft iç İlişkileri, atmosfer, okyanuslar ve kıtalar gibi aynı anlamdaki biyolojik etkinlikler yine gezegene ait özelliklerdir. Jeolojik zaman süresi içerisinde bu saydığımız bileşenlerin oynadıkları roller göz önünde bulundurulmaz
İse, böyle bir teorinin gelişimi duraklama devrine girer.
Bu küresel görüş, yaşamın milyarlarca yıl önce başladığını vurgular ve yaşamın bu uzun 1 süre boyunca devam etmesinin ardındaki gerçeğin ne olduğunu kavramamıza yardım eder. Ge-z»genlerle ilgili çalışmalara teşvik edici İkinci yaklaşım, jeokimyasal ve ekolojik dönemleri birbirinden ayırabilme yeteneğimizin olmayışıdır. Çünkü, bu iki devre birbirine sıkıca bağlıdır. Yerkabuğu üzerinde olagelen temel İşlemler, Güneş’ten ayrılan ve ışık hızıyla sabit olarak gezegenimize akan fotonların kuvvetinden kaynaklanır. Bu enerji, atmosferde kimyasal reaksiyonlara, fotosentez olaylarına ve meteorolojik olayların gündeme gelmesine sebep olur.
Güneş’ten kaynaklanan ışınımın morötesi kısmındaki fotonlar, en üst stratosper’den baş-lıyarak, atmosferde normal olarak bulunan oksijen ve nitrojen moleküllerinden ozon ve nitrojenin değişik bileşiklerinin ortaya çıkmasına neden olan kimyasal reaksiyonlar serisinin oluşumunu sağlar. Ozon, atmosferin en alt kesimini çok miktarda morötesi ışınımlardan korur ve nltrqjen bileşikleri yağmurlarla yerka-buğuna düşer, böylece Yer’in ¡biyolojik aktif nitrojen çemberine girer. Böylece, en dış gaz katmanının fotokimyası, gezegenimizin biyolojik alanıyla bağlanmış olur. Bu bağ karşılıklıdır; çünkü atmosferdeki oksijen, çok büyük oranda Yeryüzünde yaşayan canlı organizmalardan gelir. Bu yeni görüş, James Lovelock’un, dünya gezegeninin kendi kendini yeniden düzenleme özelliği ile ilgili “Gaia” hipotezinin temel konusunu oluşturur.
Güneş ışığının az bir kısmı, yeryüzünde ve suların içinde, yeşil bitkiler ve renkli bakteriler tarafından yerin suyunu atmosferin karbondiok-sidi ile birleştirerek oksijen ve şeker yapmak için fotosentez olayında kullanılır. Bu bileşiklerde saklanan enerji, daha sonra metabolizma
36
BİLİM ve TEKNİi.
vasıtasıyla dışarıya salınır ve biyolojik etkinliği daha fazla kuvvetlendirir. Bu kimyasal reaksiyonlarda enerji, ısı olarak ortaya çıkar ve daha sonra kızılötesi ışınım şeklinde tekrar uzaya yayılır. Bitki ve bakterilerin büyümesi sırasında fosfor, kükürt, demir, kalsiyum ve diğer mineraller topraktan ayrılır ve azot saflaşması olur. Büyük beslenme halkaları bitkilerin solunum, salgılama ve çürümeleri sırasında bıraktıkları kimyasal elementlerin birleşmelerinden oluşur. Bu olaylar, bitkiler, ot yiyen hayvanlar, et yiyen hayvanlar ve son olarak sayısız küçük organizmalar tarafından oluşturulur. Toprak ve suların fiziksel ve kimyasal özellikleri su ve karalarda yaşayan canlıları büyük oranda etkiler. Aynı zamanda toprağın özellikleri de üzerinde yaşayan canlıların türlerine bağlıdır.
Yeryüzüne ulaşan güneş enerjisinin büyük bir kısmı yeryüzünü ısıtır ve suları buharlaştırır; diğer bir deyişle, atmosferde hava durumu diye bildiğimiz doğal olaylara neden olur. Bu meteorolojik olaylar kaya erozyonu, su ve rüzgârın etkisiyle meydana gelen toprak aşınmasıdır. Hava etkisi minerallerin çözülmesine ve nehirler vasıtasıyla okyanuslara taşınarak tortullaşmalara neden olur. Eğer bu olaylar tek başına uzun müddet devam etmiş olsaydı, topraklar hayati önemi çok olan besleyiciler bakımından fakirleşecek ve toprak yaşam için işe yaramaz hale gelecekti. Zira yaşam devam etmek için ısrar ediyor. Toprağın üretken yöntemleri işlerliğini sürdürüyor. Buna ek olarak, eğer dağlar ve diğer jeolojik yükseklikler bu meteorolojik olaylardan etkilenmeseydi, gezegenimiz her tarafı çamurlarla dolu, canlılardan yoksun bir hal alırdı.
Denizlerin derinliklerine akan kayalar, suda erimeyen mineraller ve ölmüş organizmaların kalıntıları, derin deniz tortul tabakalarını oluştururlar. Deniz diplerinde sürekli bir şekilde büyüyen bu tabakalarda jeolojik olaylar olmasaydı, temel besin maddelerinin yetmezliğinden dolayı, hayat için gerekli olan kimyasal elementler deniz diplerinde birikirlerdi. Toprak üstünde yaşamın süreğenliği, jeolojistlerl büyük bir paradoksla karşı karşıya getirir; çünkü bu tortulların oluşumu sırasında, yaşamaya elverişli yerler, yaşam için gerekli olan besin maddelerinden yoksun olur.
Geçen birkaç yıl boyunca jeolojistlerin kıtaların hareketleri ile ilgili “plate tectonic” diye adlandırılan çalışmaları, yaşamın nasıl devam ettiği sorusuna çözüm getiriyor. Kıtalar okyanusların üzerine doğru kaydığı zaman, okyanusların diplerinde bulunan tortulların da ayrı za-
manda kabuk tabakasının altında bulunan erimiş kayalardan oluşan magma taoakası içine gıruıgi keşfedildi. Bu tortullar, magma tabakası içınae büyü», fiziksel ve kimyasal değişikliğe ugrar^r vu uug oluşumları voiKaniK etkinlikler ve diğer jeolojik olaylar nedeniyle tekrar yeryüzüne çıkarlar. Tortu olarak kaybolan bu maddeler yer-yuzuııe gaz, kaya parçaları ve lav olarak çıkarlar. Kayalar ve lavlar daha sonra yaşayan organizmalar için uygun hale gelirler. Yerkabuğu, gezegenimizin devamlı olarak, çöken yerıerıni tekrar doldurma dönüşümüne sahiptir. Gezegenimizin bir dönüşümü tamamlama süresi 2W milyon yılda daha yaşlı olmayan okyanusların diplerinden tahmin edilebilir.
Saydığımız bütün bu ustaca; fakat kütlesel jeolojik olaylara ek olarak, okyanusların diplerinde oluşan derin su akıntıları, tortullarda erimiş hitrojeni sıyırarak su yüzüne çıkarır ve suyu besinlerce zenginleştirir. Bu tip olaylar en fazla Pasifik’te, ekvator ve Peru sahillerinde oluşur ve zengin balık bölgelerinin yaratılmasına neden olur. Okyanus akıntılarının bu dolaşımı, aynı zamanda küresel olayların da nedenlerinden biridir.
1913’de Harvardlı fizyolojisi Lawrence Henderson, çok basılan ve çok okuyucu bulan “The fitness of the Environment” adında bir kitap yazdı. Bu kitapta Henderson, bir bilrm adamı olarak yerkabuğunun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin yaşam için eşsiz derecede İdeal bir şey olduğunu vurguluyordu. Bugün ortaya çıkan bu görüş çok sonralara kadar devam eder ve yaşayan organizmalarla onların çevrelerinin birbirine ayrılmaz bağlarla bağlı olduğu görüşünü devam ettirir. Bu şartlar altında yerkürenin devam eden küresel “biyo-jeo-klmyasar etkinlikleri, yeni doğan ve zamanla gelişen, evrimler sonunda kaybolan türlerin etkinliklerinden daha karakteristiktir.
Yaşamın bu küresel ve laboratuvarlarda in-celenebilen yanları birleşik bir teori altında nasıl birleşir? DNA ve RNA moleküllerinin özel mekanizmaları, proteinler, karbon, azot, kükürt ve fosforların kütlesel dönüşümleriyle nasıl ilintilidir? Henüz bu sorulara verilecek kesin cevap yok; fakat hiç değilse sorular saptanmıştır.
Eğer yaşamın bu tamamlayıcı görünümlerinin ilişkilerini anlıyabillrsek, işte o zaman ne ve kim olduğumuz hakkında çok daha iyi fikir sahibi oluruz. Bu süreç İçinde yerkürenin küresel görünümü, gezegenimizi, volkanları ve depremleri biraz daha fazla sevmemize yol açacak.
Science 83’den Çev. : Metin KAPLAN
Ekim 1983
37
