Dünyanın Şekli İle İlgili Eski Görüşler Nelerdir?

Dünyanın Şekli İle İlgili Eski Görüşler Nelerdir?
Dünyanın Şekli İle İlgili Eski Görüşler Nelerdir?

Yer Bilimleri’nin tarihçesine dönüp baktığımızda, insanoğlunun yerküreyi bilimsel anlamda modelleyip ifade etme ve ekonomik yarar sağlama çabası içerisinde olduğunu görürüz Tarih boyunca matematik, fizik ve kimya bilginlerinin devrim niteliğindeki bulguları, diğer pek çok alanda olduğu gibi yer bilimlerinde de önemli ilerlemelerin kaydedilmesine, yerin fiziğine yönelik yeni kavram ve görüşlerin ortaya çıkıp olgunlaşmasına yol vermiştir Bu amaçla yer içinin anlaşılmasına yönelik, tarihte devrim niteliğinde olan önemli bilimsel araştırmların gelişimini kronolojik olarak ifade etmeye çalıştık

Yerküremizin bilimsel olarak anlaşılmasına ilişkin ilk görüşler, MÖVI yüzyılda başını ünlü matematikçi Pisagor’un çektiği bir gurup bilim adamı tarafından ortaya atılmaya başlanmıştır Esasen Ege’nin Samos Adası yerlisi olan Pisagor, ne yazık ki İtalya’nın güneyinde ki bir Yunan Kolonisi’ne sürgüne gönderilmiştir Pisagor dünyanın yuvarlak olduğunu savunuyordu, çünkü ay tutulması esnasında dünyanın ay üzerinde dairesel bir gölge oluşturduğunu gözlemlemişti MÖ III yüzyılda İskenderiye’deki kütüphanenin ikinci müdürü olan Eratosthenes, yaz mevsimi ortalarındaki bir gün dünyanın çapını hesaplamıştır Bu hesaplamayı gün ortasında güneş ışığının İskenderiye’ye geliş açısı ile, Aswan’in 750 km güneyi, yani Yengeç Dönencesi’nin bulunduğu yerdeki güneş ışığının geliş açısı arasındaki farktan, dünyanın yuvarlak olduğu ön kabulüyle hesaplamıştır Daha sonraki dönemde ise Rönesans sonrasına kadar Yerküre’nin şekli ve özellikleriyle ilgili küçük ilerlemeler kaydedilmiştir
XVI yüzyılda İngiliz Donanması’nın yükselişi ve Amerika kıtasının keşfi gibi olaylar açık okyanuslarda konum belirleme konusunda büyük gelişmelere esin kaynağı olmuştur 1576 yılında Londra’da denizcilik malzemeleri satan Robert Norman mıknatısın iğnesinin, yatayla olan eğim açısını dikkatlice ölçmüştür Aynı gözlemi 1580 yılında emekli Deniz Komutanı William Borough (1536-1599) daha da hassas biçimde yapmıştır Mağnetizma konusunda ki aynı merak, Kraliçe Elizabeth’in doktoru olan William Gilbert’i (1540-1603) cesaretlendirmiştir William Gilbert, Yer’in mağnetik alanının mıknatıstaşından (magnetit) yapılmış bir küre etrafına konan magnetik iğnelerle modelini oluşturmuştur Sonrasında Norman ve Brough’un ölçümleri 1622 ve 1635 yıllarında tekrarlanınca görülmüştür ki Londra’daki mağnetik eğim açısı 50 yıl içersinde 7 dereceden fazla değişmiştir Bu jeomağnetik alanın dinamik bir yapıda olduğunu gösteren dikkate değer bir gözlem olmuştur
Boylamın belirlenebilmesi için ise zamanın kesin olarak ölçülebilmesi gerekiyordu 1670 yılında Fransız ‘Académie Royale Des Scıences’ (Kraliyet Bilim Akademisi),Jean Richer (1630-1696) adında bir gölbilimciye maddi olanak sağlayarak, Fransız Guyanası’ndaki idari bölge merkezi olarak bilinen Cayenne’e göndermiştir Burada Richer, Paris’e göre ayarlanmış bir sarkaçlı saatin, günde 148 saniye geri kaldığını fark etmiştir 1687 yılında Sir Isaac Newton ünlü yapıtı ‘Principia’ sını (Doğa Yasalarının Matematiksel İlkeleri) ortaya koymuştıur Bu “İlkeler” adlı yapıtında; Yerküre’yi tutan kuvvetin gravite kuvveti olduğu ve merkezkaç kuvvetinin bir sonucu olarak, dünyanın çapının ekvatorda, kutuplardakinden 1/229 kat daha fazla olması gerektiğini belirtmiştir Newton ve Richer’in gözlemleri sonucu; ikisi de gravitenin ekvatorda azaldığı görüşünde birleşmişlerdir
Daha sonra Fransız jeodezik araştırma grubunun Akdeniz kıyılarından, Manş Denizi Adalarının kıyılarına kadar olan araştırması, 1718 yılında araştırma başkanı Jacques Cassini (1677-1756)’nin açıklamasıyla tamamlanmıştır Araştırma sonucunda Cassini, Newton’un tahminlerinin aksine dünyanın şeklinin yumurta gibi (elipsoid) olduğunu açıklamıştır1735 yılında ise üç Fransız matematikçi Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698 -1759), Pierre Bouguer (1698 – 1758) ve Alexis-Claude Clairaut (1713 –1765) kendilerine Kraliyet Bilim Akademisi (L’ Académie Royal Des Sciences) tarafından maddi olanak sağlanarak, Peru ve Lapland’daki enlemlerin derecelerini araştırmak ve karşılaştırmak ve de Yer’in esas şeklini bulabilmek için yola çıkmışlardır Lapland’deki araştırma 14 ay içinde tamamlanırken Peru’daki araştırma tam 9 yıl sürmüştür Araştırmanın sonucu, Newton’un dediklerini doğrulamıştır yani Yerküremizin kutuplardan basık olduğu kabul edilmiştir Maupertuis, Bouger ve Clairaut, çalışmaları sırasında Yer’in çekim kuvveti konusunda uzmanlaşmışlardır Clairaut gravitenin enlemle değişimi arasındaki ilişkiyi saptamış ve Bouguer’dePeru’da ki araştırmasında yüzeye yakın kayaçlarının yoğunluğunun gravite ve yükseklik üzerindeki etkisini keşfetmiştir
1744 yılında İngiliz astronot Royal Nevil Maskelyne (1732 –1811) iki nokta arsındaki en kısa mesafeyi, gökyüzündeki sabit yıldızları referans alarak ölçmüştür İskoçya’da izole edilmiş Schiehallion dağının her iki yanında konumlanmış iki çekül doğrultusunda düşeyden uzaklığı ölçmüştür Bunların bağıl garvitasyonel çekiminden dolayı, Maskelyne Yer’in ortalama yoğunluğunun, ölçüm yaptığı dağın ortalama yoğunluğunun iki katı olduğunu söylemiştir Daha duyarlı bir belirleme, ağırlıkları bilinen iki kütle arasındaki çekimin hassas olarak ölçülmesinden yola çıkarak Newton’un ‘yerçekimi sabiti’ni ölçen Henry Cavendish (1731-1810) tarafından XVIII yüzyılın sonlarında yapmıştır Cavendish, Yer’in ortalama yoğunluğunun, suyunkini 5,48 katı olduğunu ve bu değerin yeryüzünde bulunan kayaçların ortalama yoğunluğunun neredeyse iki katı olduğunu bulmuştur
Kaşif, iklim bilimci, coğrafyacı ve hatta jeofizikçi Baron Friedrich Von Humboldt (1769-1859)’un kişisel girişimleri sonucu, 1830’lu yıllarda Magnetik Gözlemevleri dünyanın belirli yerlerinde kurulmuştur Büyük matematikçi Karl Ferdinand Gauss (1777-1855), 1807-1855 yıllları arasında Göttingen Üniversitesi Rasathanesi müdürü olmuş ve bir yüzyıldan fazla kullanılan çok duyarlı bir magnetometre icat etmiştir Gauss ayrıca, 1836’dan 1841’e kadar tüm Avrupa’da rasgele magnetik gözlemlerin koordine edildiği Magnetik Araştırma Derneği’nide (Magnetischer Verein) kurmuştur 1835’de Gauss, yer magnetik alanının dipolden türemeyen küçük bir alana sahip olduğunu keşfetmiştir
XVIII yüzyıl sonlarında buhar gücüyle çalışan pompaların kullanılması, madenlerde kazı yapılırken daha derine inme imkanı sağlamıştır Sonuç olarak yerin içine inildikçe sıcaklığın arttığını ölçebilme imkanı sağlamıştır (1800’lerin ilk yılları 500 m yer içi derinliğene inilmiştir) 1797 yılında İskoçya’da James Hall (1761- 1832) kayaç eriyiklerini yüksek ısıda eritip, birleştirip ,kristalize ederek deneyler yapmaya başlamıştır 1830 yılında madenlerde ölçülen ekstrapole edilmiş sıcaklık artışı en az 80 km derinlikteki bilinen kayaçların erime eğrileri ile örtüşür Ergimiş bir kaya rezervuarı üzerindeki ince katı bir yerkabuğu modelini içeren bir Yerküre kavramı tartışılmıştırBunlar, 1838 yılında Cambridge’de matematikçi olan William Hopkins’in açıklamalarıyla son bulmuşturHopkins yer gel-gitlerinin olmadığını(Earth tides) ve dünya eksenininde, güneş ve ayın etkisi ile meydana gelen yerin eksenindeki yönlenme kaymalarının olduğunu ve dünyanın en az 1600 km derinliğe kadar katı olması gerektiğini ortaya koymuştur
Yer’in içiyle ilgili en büyük ve önemli buluş XIX yüzyılın sonlarında ‘sismograf’ın keşfiyle meydana gelmiştir Sismograf bir deprem sonucu oluşan yer hareketini sürekli olarak kaydeden bir düzenektir Sismograf ile uzaktaki depremlerin titreşimlerini ilk olarak İngiliz fizikçi James Ewing (1856 –1935) Tokyo’da çalışırken 1880 yılında kaydetmiştir 1889 yılında Japonya’da meydana gelen deprem, kazayla Almanya’daki çok hassas bir gravimetre tarafından kaydedilmiş ve bu da deprem dalgalarını tüm dünyayı dolaştığını kanıtlamıştır 1895 yılında İngiliz John Milne (1850-1913) onbeş yıl sonra Japonya’da depremler üzerine çalıştıktan sonra, dünya çapında bir sismik network kurmak için İngitere’ye dönmüştür Milne kayıtlarını, İtalyan sismik istasyonlarıyla işbirliği içersinde tutarken, Hindistan Jeoloji Kurumu eski başkanı Richard Dixon Oldham (1858- 1936) bu kayıtlardan yararlanarak 1906 yılında dünyanın tam zıt tarafında meydana gelen ikincil “transverse (shear) dalgalarının”Yer’in çekirdeğinden geçerken yavaşladığını açıklamıştır Oldham ayrıca bağıl hızlar ve bundan dolayı yerin dışı kabuğunun yoğunluklarına dayanarak yerkabuğunun dünyaya kıyasla çok çok küçük kalınlıkta olacağını söylemiştir
Yerküre’ye ait metalik bir çekirdeğin varlığı Gezegenimizin yoğunluğunu oldukça büyük hesaplayan Cavendish’den bu yana, bir yüzyıdan daha fazla bir zamandan beri söylenmektedir Alman jeofizikçi Emil Wiechert (1861-1928) meteoritlerin birleşimini ve metoritlerdeki elementlerin dağılımını göz önüne alarak, demir-nikel karışımı bir yer çekirdeğin varlığını ileri sürmüştür Daha sonra 1909 yılında Oldman tarafından yanlış olarak kestirilen çekirdeğin çapı, Wiechert’in bir öğrencisi olan Beno Gutenberg (1889-1960) tarafından, uzak depremlerin hakkında detaylı incelenmsiyle, 7000 km olarak bulunmuştur Aynı yıl Yugoslav jeofizikçi Andrij Mohorovicic (1857-1936) yerel deprem kayıtlarını kullanarak, Oldham‘ın tahmin ettiği yoğunlukları biri diğerinden farklı olan kabuk ve manto tabakaları arasındaki süreksizliği açıkladı Daha sonra da bu süreksizliğe “Moho süreksizliği” denmiştir 1926 yılında İngiliz matematiksel jeofizikçi Harold Jeffreys (1891-1989) çekirdeğin tamamen, enine dalgalar için geçirmez olduğunu ve S dalgalarının sıvı otamda yaılmamasından dolayı da yerin çekirdeğini oluşturan metalin sıvı halde bulunduğunu kanıtlamıştır Bu görüşten on yıl sonra Danimarka’lı jeofizkiçi Inge Lehmann batı Pasifik depremlerinin titreşimlerini, Avrupa’da kaydedip çekirdeğin içinde/kalbinde kendinden daha yoğun bir katı bir iç çekirdek olduğunu belirlemiştir 1946’da Amerika’da çalışan alman jeofizikçi Walter Elsaser, yer mağnetik alnının kökenini açıklamak üzere, kendi kendini besleyen bir dinamo modeli için sıvı bir dışı çekirdek olması gerektiğini önermiştir BöyleceXVI yüzyılın sonundan beri jeomağnetik alanda gözlenen kaymalar/değişimler yer içindeki akışı yansıtığı görüşü hakim olmuştur
Yer içinde seyahat eden sismik dalgaların yayılma yörüngelerinden elde edilen istasyonlara varış zamanların incelenmesiyle data ayrıntılı yer içi haritalarının elde edilmesini sağlamıştır 1980’li yılların başlamasıyla, bilgisayarla hızlı işlem yapabilme olanağı doğmuşturDünya üzerinde meydana gelmiş tüm deprem kayıtları yardımıyla mantonun üç boyutlu sismik tomografik hız modelleri çizilmiştir Manto içindeki yüksek ve alçak yoğunluk bölgelerinin yanal dağılımı büyük olasılıkla yer içindeki konveksiyonun yükselip alçalan kolonlarını yansıtmaktadır Mantonun mineralojik haritalamada yardımcı bilgi olarak derin mağma kanalları ve yüksek basınç fazındaki değişmelerimn deneysel ve teorik araştırmaları sonucu elde edilen bilgiler göz önüne alınmıştır