Avusturyalı jeolog Eduard Suess, 1885 yılında yayımlanan The Face of the Earth (Dünya’nın Yüzü) adlı kitabında güney kıtalarından oluşmuş süperkıtaya Gondwana (Gondwanaland) adını önermiştir. Bu adı kömür yataklarının içinde bol miktarda Glossopteris bitki topluluğu fosili bulundurduğu Hindistan’ın Gondwana yöresinden almıştır. Hindistan’ın yanı sıra Avustralya, Güney Afrika ve Güney Amerika’daki geç Paleozoik yaşlı bitki fosilleri arasındaki benzerlik ve kayaç istiflerinde bulunan buzullaşma kanıtlarının farkına varan Suess, bu güney kıtalarının birbirlerine kara köprüleriyle bağlandığını düşünmüştü.

 Amerikalı jeolog Frak Taylor, bugünkü kıtaların büyük gelgit kuvvetleri ile Dünya’nın dönme hızının yavaşlaması sonucunda daha önce kutuplarda bulunan kıtaların parçalandığı ve ekvatora doğru göç ettiğini düşünmüştür. 20. yüzyılın başlarından üçüncü çeyreğine kadar Taylor’ın kuramı doğru kabul ediliyordu. Yanlış bir kuram öne sürmesine karşın, Taylor, 18721876 yılları arasında İngiliz HMS Challanger’ın keşfettiği Orta Atlantik Sırtı’nın, eski bir kıta boyunun parçalanarak bugünkü Atlas Okyanusu’nu oluşturduğu yeri önermesiyle, jeoloji bilimine önemli bir katkı sağlamıştır.

Alman meteorolog Alfred Lothar Wegener 1915 yılında The Origin of Continents and Oceans (Kıtaların ve Okyanusların Kökeni) adlı kitabında kıtaların kayması kuramını öne sürmüştür. Wegener, Darwin’in ünlü evrim kuramını ortaya koyduğu On The Origin of Species (Türlerin Kökeni) kitabının isminden esinlenerek bu ismi koymuştur. İlginçtir, Darwin kitabı yayımladığı zamanlarda kalp hastası iken, aynı şekilde Wegener’de kitabını yayımladığı sıralarda kalp hastasıydı. Tıpkı Darwin’in kuramı gibi Wegener’in de öne sürmüş olduğu kuram başlangıçta bilim çevrelerinde kabul görmemiştir.

Dünya’nın Yaşı

Batı dünyasında yakın çağa kadar, 1654 yılında İrlanda Kilisesi Başpiskoposu James Usher’in Kitab-ı Mukaddes’ten yola çıkarak yaptığı hesaplamalarla Dünya’nın MÖ 23 Ekim 4004 yılının pazar sabah saat 9’da yaratıldığı bilgisine inanılıyordu. 18. yüzyılın sonlarında İskoç doğa bilimci James Hutton, bir gemi yolculuğu sırasında fark ettiği uyumsuz tortullardan yola çıkarak Dünya’nın yaşının çok daha uzun, hatta sonsuz olması gerektiğini düşündü.^[1] Hutton, Dünya’nın sürekli olarak bir değişim döngüsünde olduğu fikrini savunmuştu. Sonraki yüzyılda Principles of Geology (Jeolojinin İlkeleri) adlı eseri yayımlayan ve uniformitarianism (tekbiçimcilik) ilkesinin öne süren Charles Lyell, günümüzde gerçekleşen doğa yasalarının geçmişte de aynı olmasının benimsenmesini sağlamıştır.  

19. yüzyılın başlarında jeolog William Smith, İngiltere’de belirli fosillerin aynı sıradaki katmalarda bulunduğunu gözlemledi. Bu indeks fosiller sayesinde, sözgelimi Fransa’da uzamsal süreklilik göstermeyen katmanlar arasında bağ kurulmasını sağladı. Darwin evrim kuramını ortaya koyarken de sedimanter kayaçlarda meydana gelen erozyon ve indeks fosillerden yola çıkarak, bunca canlı çeşitliliğinin ortaya çıkabilmesi için milyonlarca yıla gereksinim olduğunu düşündü. Hutton’ın sonsuz ölçüde yaşlı bir Dünya fikrine, termodinamiğin ikinci yasasının sonsuz bir dünya telakkisiyle çeliştiği gerekçesiyle, ünlü fizikçi William Thomson (Lord Kelvin) karşı çıkmıştır.²

            Kelvin, 1864 ile 1897 yılları arasında yayımladığı birtakım makalelerde, dünyanın yaşını 20 milyon yıl olarak tahmin etti. Jeologlar ise Kambriyen döneminde günümüze kadar olan kayaçlardan yola çıkarak yüz milyonlarca yıl olması gerektiğini düşünüyordu. 20. yüzyılın başlarında Henri Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie ve Ernest Rutherford gibi fizikçilerin radyoaktif bozunmanın, bazı elementlerin başka elementlere ilk elementin kalan miktarıyla orantılı bir hızla dönüştüğünü gösterdiler. Rutherford radyoaktivitenin üstel bir bozunma süreci olduğunu gösterdi ve uranyum içeren kayaçların yaşlarını belirlemedeki potansiyeli fark etti. Fizik öğrenimi görmüş daha sonra jeoloji alanına geçiş yapan Arthur Holmes, bozunum yasasını kullanılarak zirkonda uranyum ve kurşunun göreli derişimlerinden yola çıkıp, kristalleşmeden itibaren kaç yıl geçtiğini hesapladı.^[2] Holmes, Devoniyen dönemine ait bir tortul katmanını ölçtüğünde 370 milyon yıl yaşında olduğu sonucuna vardı.^[3] Bu Kelvin’in ileri sürdüğü rakamdan çok daha büyüktü. Daha sonra Holmes, bir metamorfik kayacın yaşını da 1,64 milyar yıl olarak hesaplamıştır. Daha sonra, Batı Avustralya’da bulunan zirkon kristallerinin 4,54 milyar yıl yaşında olduğu bulunacaktır.^[4] Bu, günümüzde Dünya’nın genel kabul gören yaşına tekabül etmektedir.

Kıtaların Kayması  

            19. yüzyılda Kelvin ile jeologlar arasında olan “didişme”, disiplinler arası güvensizliğe yol açmıştır. Bu nedenle, Wegener’in jeoloji alanından olmaması, yani meteorolog olması nedeniyle öne sürmüş olduğu kuram jeoloji camiası tarafından 1960’lı yıllara kadar kabul görmedi. Aynı şekilde, Birinci Dünya Savaşı’na denk gelişen bu olayların, Amerikalı ve İngiliz bilim insanlarının Almanlara karşı tutundukları antipatik tavrında etkisi olmuştur.⁶

            1928 yılında Amerika Petrol Jeologlar Birliği’nin düzenlediği sempozyumda kuramını öne süren Wegener, ikna edici kanıtlara rağmen, kıtaların daha yoğun olan okyanus kabuğu içinde nasıl hareket ettiğini açıklayacak bir mekanizma olmamasından dolayı muhalefetle karşılaşmıştır.^[5] Buna rağmen Güney Afrikalı jeolog Alexander du Toit, Wegener’in iddialarını destekleyecek kanıtlar toplamıştır. Bu kanıtları 1937 yılında yayımlanan Our Wandering Continents (Gezinen Kıtalarımız) adlı kitabında sunmuştur.

 Wegener ve destekçileri, kıtaların kaydığına dair olan hipotezlerini şu kanıtlarla desteklemişlerdir:

• Kıta Kıyılarının Uyumu: Kendisinden önce gelenler gibi kıtaların bir yapboz parçası gibi birbiriyle uyumlu olmasından etkilenen Wegener, kıtaların bir zamanlar tek bir süperkıta halinde bulunduğu ve zamanla ayrılmış oldukları varsayımını öne sürdü. Fakat kıyı çizgileri aşınma ve çökelmelerden dolayı tam çakışması beklenemez. Aşınmanın daha olduğu yerlerde ise kıta yamaçlarının çakışması daha olasıdır. 1965 yılında İngiliz jeofizikçi Sir Edward Bullard ve iki yardımcısı, kıta kenarlarının birbirleri ile en iyi uyumu yaklaşık 2000 m derinde hemen gösterdiğini bulmuşlardır (Şekil 1.1).

• Kayaç İstiflerinin ve Sıradağların Benzerliği: Pensilvaniyen-Jura yaşlı denizel, denizel olmayan ve buzul kayaç istifleri, beş Gondwana kıtasının hemen hemen hepsinde bitişik konumlarda bulunan kayaçlar ve dağ sıraları eş yaşlıdır. Dağ sıraları bir kıtanın kıyısında bitip, okyanusun karşısındaki diğer bir kıtada yeniden başlıyor gibi gözükür. Örneğin, Kuzey Amerika’daki kıvrımlı Apalaş Dağları, ABD’nin doğusu ve Kanada’da, kuzeydoğuya doğru uzanır ve Newfoundland kıyısında birdenbire sona erer. Aynı yaş ve deformasyon biçimine sahip dağ sıraları Grönland, İrlanda, Büyük Britanya ve Norveç’te bulunur. Bu dağ sıraları Atlas Okyanusu ile ayrılmalarına rağmen, kıtalar yan yana getirildiğinde temelde kesintisiz bir dağ sırası oluşturduğu görülür.
  
• Buzul Kanıtları: Geç Paleozoik dönemde Güney Yarıküre’de de geniş kıta alanları buzullarla kaplandı. Til tabakaları (buzulların depoladığı çökeller) ve tilin altındaki ana kayaçta rastlanan çizikler bu buzullaşmanın başlıca kanıtlarıdır. Buna rağmen, Kuzey Yarıküre’de eş yaşlı fosiller ve çökel kayaçlarda hiçbir buzullaşma belirtisi görülmez. Avusturalya, Hindistan ve Güney Amerika’daki buzul çiziklerinin haritalanması, buzulların bugünkü okyanus alanlarından karalara doğru hareket ettiğini gösterir. Eğer kıtalar geçmişte hareket etmeseydi, buzulların okyanuslardan karalara doğru nasıl ilerlediğini ve büyük ölçekli kıta buzullarının ekvator yakınında nasıl oluştuğunu açıklamak zorlaşacaktı. Ancak Güney Afrika Güney Kutbu’nda konuşlanacak şekilde kıtalar tek bir kara kütlesi olarak bir araya getirilirse, Geç Paleozoik kıta buzullarının hareket yönü anlamlı hale gelir.
  
• Fosil Kanıtları: Beş Gondwana kıtasındaki eşdeğer Pensilvaniyen ve Permiyen yaşlı kömür yataklarında Glossopteris bitki topluluğuna ait fosiller bulunmuştur. Bu bitki topluluğunun bulunduğu kıtalardaki günümüz iklimleri yaşayamayacakları ölçüde farklıdır. Wegener, bu bitkilerin çok geniş alanlara dağılmış olan konumlarının eskiden aynı enlemsel iklim kuşağında olmasına, dolayısıyla bu kıtaların bir zamanlar birleşik bulunmalarına bağlamıştır. Ayrıca, Brezilya ve Güney Afrika’nın Permiyen yaşlı kayaçlarında bulunan bir tatlı su sürüngeni olan Mesosaurus da kıtaların kaymasını destekleyen başka bir fosil kanıtıdır.^[6]

Wegener, sunmuş olduğu bu kanıtlar, kıtaların hareketini sağlayacak bir mekanizma bulunmamasından dolayı, jeoloji camiası tarafından ikna edici bulunmadı. Daha sonra yeryüzünün manyetik alan incelemeleri ile oşinografi araştırmalarından elde edilen yeni kanıtlarla, okyanus havzalarının jeolojik açıdan genç olduğu ortaya konmuştur.

Dünya’nın Manyetik Alanı

            Manyetik maddeler, Curie noktası (769 °C) olarak bilinen bir sıcaklığın üzerinde ısıtıldığında manyetizmalarını yitirirler. Magma soğurken, demirli mineraller Curie noktası ulaşınca yerin manyetik alanına uygun dizilim gösterirler. Bu bilgiden, kayacın oluştuğu zaman yerin manyetik kutuplarının konumunu ve kayacın bulunduğu enlemi belirlerken yararlanılabilir.

            1950’li yıllarda jeologlar güncel kayaçların manyetizmalarını ölçtüklerinde, sonuçların genelde yerin bugünkü manyetik alanlarıyla tutarlı olduğunu buldular. Eski kayaçların paleomanyetizmaları yine de farklı yönlenmeler göstermişti. Örneğin Kuzey Amerika’da Silüriyen yaşlı lav akıntılarında yürütülen paleomanyetik çalışmalar, kuzey manyetik kutbunun o dönemde Büyük Okyanus’un batısında olduğunu göstermiştir. Oysa, Permiyen yaşlı lav akıntılarından alınan paleomanyetik kanıtlar Asya’da bir yeri işaret etmiştir. Kuzey Amerika’da bütün yaşlarda çok sayıda lav akıntısından alınan paleomanyetik okumalar, manyetik kutbun zaman içindeki görünen hareketini izler. Tek bir kıtadan alınmış olan bu paleomanyetik kanıtlar üç şekilde yorumlanabilir: Kıta sabit kalıp kuzey manyetik kutbu hareket etti; kuzey manyetik kutbu sabit kalıp kıta hareket etti ya da her ikisi birden hareket etti.^[7]

Deniz Tabanı Yayılması

            1950’lerde yürütülen oşinografi araştırmalar sonucunda Harry Hess, Deniz Tabanı Yayılması Kuramı’nı öne sürmüştür. Hess, kıtaların okyanusal kabuk boyunca değil de okyanusal kabuk ile birlikte hareket ettiğini önermiştir. Hess, deniz tabanı yükselen magma ile oluşan yeni kabuğu okyanus sırtından ayırdığını ve iki yönde yanal sırttan uzaklaştırdığını öne sürmüştür.

            Hess, bu sistemi işleten mekanizma olarak mantodaki ısıl iletim hücreleri düşüncesini gündeme getirmiştir. Yani, mantodan sıcak magmanın yükselip, okyanus sırtlarını belirleyen kırıklar boyunca sokularak yeni kabuğu oluşturur. Soğuk kabuk ise yeniden ısıtılıp döngüye gireceği okyanus çukurlarında manto içine geri dalar.^[8]

Levha Tektoniği

Tek bir süperkıta halinden, tektonik levhaların hareketleriyle milyonlarca yılda günümüzde şeklini alan kıtalar, levha sınırlarında meydana gelen hareketlerle sürekli olarak yer değiştirmektedir. Üç tür levha sınırı türü bulunur: Uzaklaşan, yaklaşan ve yanal hareket yapan transform sınırlar. Okyanusal olan Orta Atlantik Sırtı ve kıtasal olan Doğu Afrika Rift Vadisi uzaklaşan levha sınırlarına örnektir. Bir kıtanın maltına magma sokulduğu zaman, kabuk başta yükseltmekte, gerilmekte ve incelmekte olup bunun sonucunda kırıkları ve rift vadilerini ortaya çıkarır. Doğu Afrika Rift Vadisi’de bu şekilde oluşmuştur.

Magmanın yükselmesiyle yerkabuğunu iki yöne itilmesi sebebiyle Dünya’nın yüzey alanını aynı kalması için, bir batma bölgesinde yoğunluğu yüksek olan kabuk içe doğru göçer. Bu da birbirine doğru yaklaşan levha sınırlarını oluşturur. Sözgelimi, And Dağları okyanusal kabuk ile kıtasal kabuğun çarpışmasıyla yükselmiştir. Hindistan ile Asya kıtasının çarpışmasıyla da dünyanın en yüksek dağ sırası olan Himalayalar oluşmuştur.  

Diğer bir tür olan transform levha türünde, kıtalar yanal hareketlerle birbirinden uzaklaşır. San Andreas Fayı buna en iyi örnektir.

            Yerkabuğunun devridaim hareketi nedeniyle batma bölgelerinden aşağı kayan okyanusal kabuklar, magmayla karışır ve yüksek sıcaklıklarda metamorfoza uğrar. Bu sebeple dünyanın yaşı olan 4,5 milyarın yanında okyanusal yerkabuklarının bilinen en yaşlısı 170 milyon yaşındadır.^[9] Kıtasal kabukların hepsi batmadığından kıtaların ilk oluşumundan beri yaşlarını tespit etmek mümkündür.  

            Sonuç olarak Dünya’nın kıtasal oluşumları ve hareketleri yeryüzünün daimî bir evrim halindedir. Permiyen döneminde kıtalar birbirlerine oldukça yakın ve tek bir parça halindeyken, günümüzde birbirlerinden binlerce kilometre uzaklaşmıştır. Milyonlarca yıl sonrada tekrardan çarpışacaklardır. Bu kıtasal hareketler dağları ve adaları oluşturmaya devam edecektir. Bu levha hareketleri de her kayma meydana geldiğinde depremlere neden olacaktır.  

Yazar: Samet Tekin

Kaynakça

Bjornerud M., Yeryüzünün Zamanı, Metis Yayınları, çev: Raşit Gürdilek, İstanbul (2020)

Jordan T., Composition and development of the continental tectosphere, Nature 274, 544– 548 (1978)

Monroe J. S., Wicander R., Fiziksel Jeoloji, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, edit: Kadir Dirik; Mehmet Şener, Ankara (2007)

Wilde, S., Valley, J., Peck, W. et al., Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature 409, 175–178 (2001)

Dipnotlar:

[1] Bjornerud M., Yeryüzünün Zamanı, Metis Yayınları, çev: Raşit Gürdilek, İstanbul (2020), ss.35-36  ² Bjornerud M., age., s. 39

[2] Formül basitçe şöyledir: t = 1/ λ [ln (D/P + 1)].

[3] Bjornerud M., age., s. 46

[4] Wilde, S., Valley, J., Peck, W. et al., Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature 409, 175–178 (2001)⁶ Bjornerud M., age., s. 43

[5] Monroe J. S., Wicander R., Fiziksel Jeoloji, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası, edit: Kadir Dirik; Mehmet Şener, Ankara (2007), s. 335

[6] Monroe J. S., Wicander R., age., ss. 335-340

[7] Monroe J. S., Wicander R., age., s. 340

[8] Monroe J. S., Wicander R., age., s. 341

[9] Jordan T., Composition and development of the continental tectosphere, Nature 274, 544–548 (1978)