Plaka Tektoniği’nin Kökenini Yeniden Düşünmek
Naomi Oreskes Konferansı
Royal Institution Konferansı
Merhaba: “Bu akşam burada olduğunuz için teşekkür ederim. Royal Institution’da konuşmak bir onur. Kahramanım Michael Faraday’den ilham alarak, plaka tektoniğinin kökenini, bilimin önündeki engelleri ve şeffaflık önemini keşfedeceğim.”
Akşamınız hayırlı olsun. Bu akşam burada olduğunuz için çok teşekkür ederim. Royal Institution’a beni davet ettiği için teşekkürler. Burada olmak büyük bir zevk ve onur. Bunun bir nedeni, bu kurumun bilim tarihi açısından taşıdığı önem, diğer nedeni ise kişisel kahramanımın her zaman Michael Faraday olması. Podyumun arkasından çıkıyorum çünkü podyumda olmayı sevmem ve slaytlarımı görmem gerekiyor. Bu akşamki konuşma biraz ciddi. Bu bir halka açık konferans, ancak özellikle ülkemde bilim, tarihte görülmemiş bir şekilde saldırı altında. Bu yüzden bu, bilim hakkında ciddi olma, bilimin nasıl işlediği hakkında derinlemesine düşünme ve demokratik bir toplumda sağlam bir bilimsel girişimi desteklemenin ne gerektirdiğini düşünme zamanı. Daha fazla uzatmadan başlayayım. Geleneksel bilim tarihi ve felsefesinin temel sorularından biri, bilimsel teoriler ile gerçekler arasındaki ilişkidir. Geleneksel olarak birçok filozof, bir teorinin nereden geldiğinin önemli olmadığını, yalnızca nasıl haklı çıkarıldığının önemli olduğunu savundu. Filozof Hans Reichenbach, keşif bağlamı ile doğrulama bağlamı arasında bir ayrım yaptı ve filozofun teorinin nasıl keşfedildiğiyle ilgilenmediğini, yalnızca nasıl doğrulandığını önemsediğini söyledi. Ancak bir bilim tarihçisi olarak, keşif bağlamı ile çok ilgileniyorum. Bilimsel teorilerin nasıl ortaya çıktığını bilmek istiyorum. Bu teoriyi destekleyen kanıtların neler olduğunu ve bu kanıtların nasıl toplandığını, kimin bu toplama için ödeme yaptığını bilmek istiyorum. Ayrıca, sosyal koşulların bilim yapmayı mümkün kıldığı veya imkânsız hale getirdiği durumları, bu koşulların insanları bazı soruları takip etmeye ve diğerlerini görmezden gelmeye nasıl yönlendirdiğini ve kimin bilim yapabildiğini bilmek istiyorum. Başka bir deyişle, bilim tarihçileri, bir bilim teorisi ile değil, bilimin gerçeklikleri ile ilgilenir. En azından, 1980’lerde yüksek lisans öğrencisiyken bu alana ilk başladığımda benim ilgilendiğim buydu.
1980’lerde, plaka tektoniği çok yeni ve heyecan verici bir teoriydi. Bu teori, oldukça karışık bir teorik manzarayı değiştirdi; Avrupa, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri’nde farklı şeyler öğretilirken, Sovyetler Birliği’nde daha da farklıydı. Thomas Kuhn’un ünlü bilimsel devrimlerin yapısı teorisine karşı, jeoloji tutarlı bir paradigmaya sahip değildi. Bu ironikti çünkü kendisi Charles Lyell’ı bir örnek olarak kullanmıştı, ancak jeoloji bir paradigmaya sahip değildi, yine de açıkça bir bilim dalıydı. Dahası, birçok yer bilimci, bir bilimsel devrim yaşadıkları için gurur duyuyordu. Bu harika bir şeydi. Kanadalı jeofizikçi Tuzo Wilson gibi bazıları, bunu Kuhncu terimlerle ifade etti ve bilim tarihi ve felsefesinde önemli olan bu kitaba açıkça atıfta bulundu. Bazı bilim insanları, bu yeni paradigmanın nereden geldiğiyle ilgileniyordu ve bazıları, özellikle Amerika Birleşik Devletleri’nde, daha önceki bir versiyon olan kıta kayması teorisinin kesin bir şekilde reddedildiğini fark etti. 1970’lerde ilk kez yayınlanan ve Başkan Carter’a bilim danışmanı olarak hizmet veren ünlü jeofizikçi Frank Press tarafından yazılan popüler bir ders kitabında şöyle yazıyordu: “Birimiz bir zamanlar okyanus havzalarının kalıcılığı üzerine bir makale yazdı. Eğer bilimsel kayıtlardan bir katkıyı silme izni verilseydi, bu olurdu.” Hepimiz bir hata yapma hakkına sahip olmalıyız, değil mi? Yer bilimciler bu yeni paradigmayla gurur duyuyordu, ancak daha önce bu kadar yanlış yaptıkları için de utanıyorlardı.
Bilim camiasında, bu yeni paradigmanın nereden geldiğini ve önceki fırsatın neden kaçırıldığını açıklamak için bir anlatı gelişti. Bu anlatının iki bölümü vardı. Kıta kayması teorisinin, kıtaların nasıl hareket edebileceğini açıklayacak bir mekanizma eksikliği nedeniyle reddedildiği iddia edildi. İkinci olarak, plaka tektoniğinin ABD Donanması’nın derin okyanus araştırmalarına destek vermesiyle geliştiği söylendi. Donanma desteği, bilim insanlarının deniz tabanı manyetik şeritleri ve derin okyanus çukurları ile derin odaklı depremler arasındaki ilişki gibi kilit özellikleri keşfetmesini sağladı ve bu, plaka tektoniği teorisine yol açtı. Yüksek lisans okulunda yazdığım ilk seminer makalesinde ve daha sonra ilk kitabımda, bu anlatının ilk kısmının yanlış olduğunu gösterdim. Gerçekten yanlış. Bu alanın çok açık olduğunu düşündüm; yüksek lisans öğrencisi olarak ilk seminer makalesinde popüler bir miti çürütebiliyorsunuz. Sonrası biraz daha zorlaştı. Kıta kayması teorisi, Alman jeofizikçi Alfred Wegener ile en çok ilişkilendirilir. Onun Kıtalar ve Okyanusların Kökeni kitabı ilk olarak 1915’te, ardından 1924’te İngilizce yayınlandı. Wegener ihmal edilmiş bir dahi değildi. Atmosferin termodinamiği üzerine çalışmalarıyla tanınan saygın bir jeofizikçiydi ve 1920’lerde kıta kayması teorisi dünya çapında yaygın bir şekilde tartışıldı; bu tartışma, olası mekanizmaları da içeriyordu. Wegener’in önerdiği mekanizma genel olarak kabul edilmese de, 1960’larda plaka tektoniğini açıklamak için kabul edilen farklı bir mekanizma kabul edilmişti.
Bu, kısmen erimiş mantoda konveksiyon akımları teorisiydi. Bu fikir, 1920’lerde Imperial College’da çalışan İngiliz jeolog Arthur Holmes ve İrlandalı meslektaşı John Joly tarafından geliştirildi. İkisi de radyojenik ısı ve radyometrik tarihlemenin sonuçları üzerine çalışıyordu. Fikirleri, radyojenik ısının mantoda kısmi erimeye yol açabileceği, böylece konveksiyon akımları oluşturacağı ve kıtaları aşağıdan sürükleyeceğiydi. Bu teori jeologlar arasında yaygın olarak tartışıldı ve büyük ilgi gördü. Yale profesörleri Charles Schuchert ve Chester Longwell bol miktarda yazışma bıraktılar ve 1926’da Longwell, Schuchert’e şöyle yazmıştı: “Joly ve Holmes harika bir teoriye sahip, bence bu destansı olacak.” Teorinin tartışıldığını, bilindiğini ve birçok kişinin mekanizma sorununun çözüldüğünü düşündüğünü biliyoruz. Bu, jeologların anlatısının yanlış olduğunu kanıtladı. Gerçek hikâyeyi istiyorsanız, ilk kitabımı okuyun. Peki anlatının ikinci kısmı neydi? Tartışmanın 40 yıl sonra, çoğunlukla okyanuslardan gelen yeni kanıtlara dayanarak yeniden açıldığı ve bunun ABD Donanması’nın okeanografi ve deniz jeofiziğine verdiği destekle mümkün olduğu iddia edildi; bu destek, bilim insanlarının derin denizi ve altındaki Yer kabuğunu incelemelerine olanak tanıdı ve plaka tektoniği teorisini destekleyen kilit gerçeklerin keşfedilmesini sağladı.
Hikâyenin bu kısmı kısmen doğru. 1930’larda, ABD Donanması, Amerika’nın Avrupa’daki savaşa gireceğini öngörüyordu. U-botlar I. Dünya Savaşı’nda büyük rol oynamıştı ve Donanma, bir sonraki sefer daha büyük rol oynayacaklarından emindi. Bu yüzden Donanma, okeanografları deniz ortamını, özellikle denizaltı savaşını anlamak için görevlendirmekle ilgilenmeye başladı. Donanma fonları, bilim insanlarının daha önce mevcut olmayan büyük miktarda temel bilimsel veri toplamasına ve önemli bilimsel çalışmalar yapmasına olanak sağladı. Bu hikâyeyi Science on a Mission adlı kitabımda anlatıyorum. Ama bu hikâyenin tamamı değil ve plaka tektoniği açısından önemli şekillerde yanıltıcı. Kitapta savunduğum gibi, plaka tektoniği teorisinin ana parçaları 1930’larda zaten yerindeydi ve askeri gizlilik ile veri sınıflandırması birleşmesinin gecikmesine neden oldu – tam üç on yıl.
Bu hikâye 1930’larda başlar ve üç kişi etrafında döner: Amerikalı jeolog Harry Hess (Princeton profesörü), Amerikalı jeofizikçi Maurice Ewing ve Hollandalı jeodezist Felix Vening Meinesz. Bugün çokça jeodeziden bahsettik ve halkın ilgisini nadiren çeken bir bilim olduğu için bütün bir gün jeodezi konuşmak çok eğlenceliydi.
Felix Vening Meinesz, 1923-1930’lar arasında kritik çalışmalar yaptı ve Gravity Expeditions at Sea adlı ciltte yayınladı. O dönemde Hollanda Doğu Hint Adaları olan (şimdi Borneo, Sumatra, Endonezya), denizde yerçekimi ölçümleri geliştirdi. Bu yerçekimi araştırması, yerçekimi ivmesinin ortalamadan önemli ölçüde düşük olduğu geniş bir negatif yerçekimi anomalisi bandını ortaya çıkardı. Yerçekimini genellikle sabit sanırız ama Dünya’da yerçekimi ivmesi yerden yere büyük ölçüde değişir.
Bu negatif yerçekimi anomalisinin büyük depremler ve aktif volkanlar ile çakıştığını gösterdi.
Bant yaklaşık 5.000 mil uzunluğunda ama nadiren 60 milden genişti. Deprem odakları ekseni boyunca yoğunlaşmıştı, bu da onu tektonik olarak aktif kılıyordu ve aktif volkanizm kuşağından yaklaşık 100 mil içerde yer alıyordu.
Bu net ilişki depremler, volkanlar ve negatif yerçekimi anomalileri arasında kıta kayması teorisi için önemli sonuçlar doğurdu. Arthur Holmes’un kıta kayması modeline geri dönersek, kıta kenarını vurgulamıştı; burada konveksiyon akımları tekrar Yer’e batıyordu, borderland geosyncline deeps olarak adlandırılmıştı. Bunlar kıta kenarlarında okyanusun alışılmadık derecede derin olduğu alanlardı.
Eğer konveksiyon akımları kabuğu mantoya doğru aşağı çekerse, kabuk kalınlaşır ve kabuk ile batma veya konvektif malzeme arasındaki sürtünme depremlere neden olurdu. Kalınlaşan kabuk erimeye başlarsa volkanlar oluşurdu.
Bu ilişki, Holmes ve Joly’nin kıta kaymasını sürmek için önerdiği şeyle ve Harvard profesörü Reginald Daly’nin Our Mobile Earth kitabında önerdiği erken bir subdüksiyon versiyonuyla uyumluydu.
Daly, kabuk plakalarının mantoya geri batabileceğini, derin okyanus çukurları ile ilişkili olarak öne sürmüştü. Bu şu soruyu doğurdu: Bu ilişki Doğu Hint Adalarına özgü müydü, yoksa dünya çapında okyanus derinlikleri ile ilgili genel bir özellik miydi?
1930’ların başında, Princeton profesörü Richard Field liderliğindeki Amerikalı bilim insanları grubu, Vening Meinesz’i Bartlett Deep çevresinde Batı Hint Adaları’nda yerçekimi ölçmeye davet etti; bu, Java Çukurundan daha küçük ama benzer derinlik ve geometriye sahip bir çukurdu. ABD Donanması tarafından desteklenen bu çalışma Navy-Princeton Gravity Expedition olarak adlandırıldı ve Hess, Vening Meinesz ve Ewing’i içeriyordu.
Sonuçlar Doğu Hint Adaları’ndakileri yansıtıyordu: negatif yerçekimi anomalileri, büyük depremler ve aktif volkanizm. Bu bulgular 1937 American Geophysical Union, 1938 American Philosophical Society ve 1938 Geological Society of America toplantılarında sunuldu ve geniş çapta rapor edildi.
Üç bilim insanı gözlemlerini açıklamak için downbuckling hipotezini geliştirdi, daha sonra Alman jeofizikçi Erich Haarmann’dan ödünç aldıkları terimi kullanarak tektojen adını verdi. Hess, sıkıştırma kuvvetinin Yer kabuğunda önemli bir aşağı doğru kıvrıma neden olduğunu, bunun mantodan daha az yoğun olduğu için negatif yerçekimi anomalisine yol açtığını hayal etti. Eğer bu downbuckled kabuk erirse, volkanlar oluşurdu.
Bu model, yüzey gözlemlerini Yer içindeki süreçlere bağlayarak açıklıyordu. Tektojene neyin neden olduğu sorusu ise kıta kayması tartışmasını gündeme getirdi ve küresel jeolojik fenomenleri yönlendiren mekanizmaların daha derin keşfi için zemin hazırladı.
Bu keşifler, plaka tektoniği teorisinin temel taşlarını döşedi. Ancak II. Dünya Savaşı patlak verdiğinde, bu verilerin çoğu gizli hâle geldi ve bilimsel toplulukla paylaşılmadı. Askeri gizlilik, plaka tektoniğinin kabulünü 30 yıl geciktirdi. Bugün bu hikâyeyi yeniden anlatıyorum çünkü bilimde şeffaflık ve erişilebilirlik olmadan ilerlemenin ne kadar zor olduğunu gösteriyor.
Teşekkür ederim.
Comments
Post a Comment