-
Plaka Tektoniği’nin Kökenini Yeniden Düşünmek: Naomi Oreskes Konferansı
Plaka Tektoniği’nin Kökenini Yeniden Düşünmek

🌍 Plaka Tektoniği’nin Kökenini Yeniden Düşünmek: Naomi Oreskes Konferansı

Naomi Oreskes — Harvard Üniversitesi Bilim Tarihi Profesörü

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.

Soru: Bilim felsefesi, deprem bilimi gibi alanlarda neden önemlidir? Felsefi yaklaşımlar, bilimsel keşif süreçlerini nasıl şekillendirir ve yönlendirir? Türkiye’de bu tür tartışmalar nasıl yürütülüyor, bu felsefi perspektifler modern jeofizik araştırmalarını nasıl etkiliyor, ve hangi yenilikçi yöntemler bu süreçte kullanılıyor?

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 Lyall’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.

Soru: Plaka tektoniği neden bir bilimsel devrim olarak kabul edildi? Bu teori, jeoloji anlayışını nasıl kökten değiştirdi ve dönüştürdü? Türkiye’de bu teori nasıl öğretiliyor, modern eğitimde hangi yenilikçi yöntemler bu devrimi açıklamak için kullanılıyor, ve bu yöntemler öğrencilerin kavrayışını nasıl etkiliyor?

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.

Soru: Kıta kayması teorisi başlangıçta neden reddedildi? Hangi bilimsel ve kültürel önyargılar bu reddediş sürecinde rol oynadı? Türkiye’de bu tür bilimsel direnç örnekleri nelerdir, modern jeoloji anlayışını nasıl etkiliyor, ve bu dirençler nasıl aşılabilir?

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. Her ikisi de radyojenik ısı ve radyometrik tarihleme üzerine çalışıyordu. Fikirleri, radyojenik ısının mantonun kısmi erimesine yol açabileceği ve bu erimenin mantoda konveksiyon akımları oluşturabileceğiydi. Bu konveksiyon akımları, kıtaları alttan sürükleyebilirdi. Bu teori, jeologlar arasında geniş çapta tartışıldı ve çok ilgi gördü. Yale profesörleri Charles Schuchert ve Chester Longwell, bu konuda bol miktarda yazışma bıraktı. 1926’da Longwell, Schuchert’e yazarak şöyle dedi: “Joly ve Holmes’un muhteşem bir teorisi var ve bu epik olacak.” Teorinin tartışıldığını, bilindiğini ve birçok kişinin mekanizma sorununun çözüldüğünü düşündüğünü biliyoruz. Bu, jeologların anlattığı hikâyenin doğru olmadığını kanıtladı. Gerçek hikâyeyi öğrenmek isterseniz, ilk kitabımı okumalısınız. Peki, anlatının ikinci kısmı neydi? Bu kısım, tartışmanın 40 yıl sonra yeni kanıtlar temelinde yeniden açıldığını ve bu kanıtların çoğunun okyanuslardan geldiğini, ABD Donanması’nın okyanus bilimi ve deniz jeofiziğine desteği sayesinde bilim insanlarının derin denizi ve özellikle deniz altındaki Dünya kabuğunu daha önce hiç yapamadıkları şekilde incelediğini ve plaka tektoniği teorisini destekleyen kilit gerçekleri keşfettiğini söylüyordu.

Soru: Konveksiyon akımları teorisi neden plaka tektoniği için önemliydi? Bu teori, Dünya’nın dinamik süreçlerini nasıl aydınlattı? Türkiye’de bu teori jeofizik eğitiminde nasıl yer alıyor, hangi yenilikçi yöntemler bu kavramları öğretmek için kullanılıyor, ve bu yöntemler öğrencilerin anlayışını nasıl güçlendiriyor?

Bu hikâye 1930’larda başlar ve üç kişi etrafında döner: Princeton profesörü Amerikalı jeolog Harry Hess, Amerikalı jeofizikçi Maurice Ewing ve Hollandalı jeodezist Felix Vening Meinesz. Bugün jeodezi hakkında çok konuştuk ve bu genellikle halkın ilgisini çekmeyen bir bilim dalı olduğu için bütün bir günü jeodezi konuşarak geçirmek çok eğlenceliydi. Felix Vening Meinesz, 1923 ile 1930’lar arasında çok önemli bir çalışma yaptı ve bunu Denizdeki Yerçekimi Keşifleri adlı bir ciltte yayınladı. O dönemde Hollanda Doğu Hint Adaları olarak bilinen, bugün Borneo, Sumatra ve Endonezya olan bölgede denizde yerçekimi ölçümünü geliştirdi. Bu yerçekimi ölçüm çalışması ile geniş bir negatif yerçekimi anomalisi bandı buldu; burada yerçekimi ivmesi ortalamadan çok daha azdı. Yerçekimini genellikle sabit düşünürüz, ancak Dünya’da yerçekimi ivmesi yerden yere önemli ölçüde değişir. Bu negatif yerçekimi anomalisinin büyük depremler ve aktif volkanlar ile çakıştığını gösterdi. Bu bant, yaklaşık 5.000 mil uzunluğunda ancak nadiren 60 milden geniş olan büyük ve belirgin bir özellikti. Deprem episantreleri ekseni boyunca yoğunlaşmıştı, bu da onu tektonik olarak aktif kılıyordu ve aktif volkanizm kuşağına yaklaşık 100 mil içeride yer alıyordu. Depremler, volkanlar ve negatif yerçekimi anomalileri arasındaki bu açık ilişki, kıta kayması teorisi için sonuçlar doğurdu. Holmes’un kıta kayması modeline dönersek, Arthur Holmes, konveksiyon akımlarının Dünya’ya geri battığı kıta kenarını vurgulamıştı; bunlar sınır geosenklin derinlikleri olarak etiketlenmişti. Bunlar, kıtaların kenarlarında okyanusun alışılmadık derecede derin olduğu alanlardı. Konveksiyon akımlarının kabuğu mantoya doğru çekmesi durumunda, kabuk kalınlaşır ve kabuk ile batma veya konveksiyon akımı arasındaki sürtünme nedeniyle depremler oluşurdu. Kalınlaşmış kabuk erimeye başlarsa, volkanlar oluşurdu. Bu ilişki, Holmes ve Joly’nin kıta kaymasını yönlendirmek için önerdiği şeyle ve Harvard profesörü Reginald Daly’nin Hareketli Dünya’mız adlı kitabında önerdiği erken bir batma versiyonuyla uyumluydu. Daly, kabuk levhalarının mantoya geri batabileceğini ve bunun derin okyanus çukurları ile ilişkili olduğunu öne sürmüştü. Bu, şu soruyu gündeme getirdi: Bu ilişki Doğu Hint Adaları’na özgü müydü, yoksa dünya çapındaki tüm okyanus derinlikleri ile ilgili genel bir özellik miydi? 1930’ların başında, Princeton profesörü Richard Field liderliğindeki bir grup Amerikalı bilim insanı, Vening Meinesz’i Batı Hint Adaları’nda, Bartlett Çukuru çevresinde yerçekimi ölçmeye davet etti. Bu, Java Çukuru’ndan daha küçük ancak derinlik ve geometri açısından benzer bir okyanus derinliğiydi. ABD Donanması’nın desteğiyle yürütülen bu çalışma, Donanma-Princeton Yerçekimi Seferi olarak adlandırıldı ve Hess, Vening Meinesz ve Ewing’i içeriyordu. Sonuçlar, Doğu Hint Adaları’ndakilere benziyordu: negatif yerçekimi anomalileri, büyük depremler ve aktif volkanizm. Bu bulgular, 1937 Amerikan Jeofizik Birliği, 1938 Amerikan Felsefe Topluluğu ve 1938 Amerika Jeoloji Topluluğu toplantılarında sunuldu ve geniş çapta rapor edildi. Üç adam, gördüklerini açıklamak için bükülme hipotezini geliştirdi, daha sonra Alman jeofizikçi Erich Haarmann’dan ödünç alarak buna tektojen dediler. Hess, Dünya kabuğunda büyük bir aşağı katlanmaya neden olan bir sıkıştırma kuvveti tasavvur etti; bu, kabuk mantodan daha az yoğun olduğu için bir negatif yerçekimi anomalisine yol açıyordu. Bu aşağı katlanma erirse, volkanlar oluşurdu. Bu model, yüzeydeki gözlemleri Dünya’nın içindeki süreçlerle bağlayarak açıklıyordu. Tektojen’in nedeni sorusu, kıta kayması tartışmasını gündeme getirdi. Vening Meinesz, kıta kaymasına tam olarak inanmasa da bunun önemli ve küresel bir şey olduğuna inanıyordu. Şöyle yazdı: “Büyük bir aşağı çıkıntı gelişiyor, bu da güçlü negatif anomalilere karşılık gelen büyük bir kütle eksikliğine neden oluyor. Kök’ün binden fazla kilometrekarelik bir kesite sahip olduğunu bilerek, fenomenin büyüklüğünü anlayabiliriz.” Bant, 5.000 mil boyunca süreklilik arz ediyordu ve Dünya kabuğunun tek, sürekli dar bir bantta deformasyona uğradığını ima ediyordu. Negatif bant’ın uçları, araştırılan bölgede ulaşılmamıştı; bunlar yavaşça sönüyor mu, faylar veya kesme bölgelerine mi son buluyor, yoksa belki dünya çapında sürekli mi? Bu, Dünya kabuğunun büyük hareketlerini öneriyordu. Sumatra’nın batısındaki yerçekimi profilini, Asya’dan gelen stres’in yerçekimi şeridine neredeyse paralel olmasıyla, Sumatra’nın okyanus tabanını bastırarak aşağı itmesiyle açıkladı. Bu, kabuk parçalarının birbirine itildiği ve birinin diğerini üstüne bindiği bir tablo çizdi; bu, plaka tektoniğinin temel bir unsuru. 1934’te Avrupalı jeofizikçi G.B.G. Escher, benzer bir öneride bulunmuştu. Bu, Avrupa, Kuzey Amerika ve Asya’da gerçekleşen geniş kapsamlı bir konuşmaydı, sadece izole dahiler değil. Hess, genç ve yeni doktora mezunu olduğu için, 1920’lerde bazı Amerikalı jeologlar arasında kıta kaymasına karşı düşmanlık nedeniyle temkinliydi. 1938’de şöyle yazdı: “Büyük anomalilerin ve işaret ettikleri yapıların önemi anlaşıldığında, dağ oluşumunun mekanikleri ve süreçleri hakkındaki fikirlerimizin radikal bir değişimine ihtiyaç var,” diyerek bir paradigma değişikliği veya bilimsel devrim ihtiyacı sinyali verdi.

Soru: 1930’lardaki keşifler plaka tektoniği teorisine nasıl katkıda bulundu? Bu bulgular, Dünya’nın dinamik süreçlerini nasıl aydınlattı ve jeolojik paradigmayı nasıl değiştirdi? Türkiye’deki fay hatları için benzer veriler mevcut mu, bu veriler modern deprem araştırmalarını ve risk değerlendirmesini nasıl şekillendiriyor?

Aynı yıl, UCLA profesörü David Griggs tarafından çok ilginç bir çalışma yapıldı ve o, Hess ve Vening Meinesz’in bulgularını hem konveksiyon hem de kıta kaymasıyla açıkça ilişkilendirdi. Griggs, özellikle Avrupa’da yapılan, Dünya’nın özelliklerini açıklamak için fiziksel modeller geliştirme çalışmalarından ilham aldı. Bu, Vening Meinesz’in Hollandalı meslektaşı Philip Kuenen tarafından geliştirilen bir tektojenin fiziksel modeliydi. Kuenen, tortulaşma modelleriyle tanınıyordu. 1936’da bir tektojen simüle etmeye çalıştı. Yatay sıkışmayı simüle etmek için bir piston kullandı ve özellikle üçüncü panelde, C etiketli panelde, bir tektojen ürettiğini görebilirsiniz. Dördüncüde, bazılarının İsviçre Alpleri’nde belgelenmiş büyük kıvrımlı örtü katmanları için bir model olabileceğini söylediği bir üst itme üretti. Griggs, bunu aldı, ancak konveksiyon yoluyla bunu yapıp yapamayacağını görmek istedi. Bu yüzden bir fiziksel model yaptı. Griggs hakkında küçük bir detay: Harvard Fellows Topluluğu’nda çok prestijli bir görevden yeni dönmüştü. Harvard fizikçisi Percy Bridgman’ın çalışmalarına dayanarak bir ölçeklendirme teorisi geliştirdi. Büyük bir soru, temsil edici bir ölçek modelinin nasıl yapılacağıydı, özellikle modelin çalıştığı zaman ölçeği, gerçek jeolojik olaylarda olduğundan çok daha kısa olduğu için. Zaman ölçeği çok daha az olduğu için malzemelerin özelliklerinin buna göre ayarlanması gerekiyordu ve bu konuda büyük bir teknik tartışma var. Kitabımın orijinal versiyonunda, onun çalıştığı denklemler vardı ve editörüm dedi ki, “Her denklem için izleyicinizi yarıya indirirsiniz.” Bu yüzden denklemlerin çoğunu çıkardık, ama ilgilenen olursa açıklayabilirim. İşte modeli. Bir kutu modeli yaptı, dönen tamburlar kullanarak. Manto, yağ ve başka şeylerin karışımıyla simüle edildi. Kabuk ise balmumu, talaş ve başka şeylerin karışımıyla simüle edildi. Sonra tamburu konveksiyonu simüle etmek için döndürdü. Bu resimde gördüğünüz gibi, kabuk, tektojene çok benzeyen bir şekilde kalınlaşmaya başladı. Ama daha da ileri gitti. Dedi ki, şimdi bunu uzun bir süre boyunca sürdürdüğünüzü hayal edin. Dünya’nın yüzeyinde, kabuk bu sıkıştırma kuvvetine maruz kaldığı için çatlamaya başlar. Üst itme fayları alırsınız, yine Alplerdeki örtü katmanlarına benzer. Ve kabuğun tabanında, kalınlaşmış kabuk, Dünya’nın daha sıcak olan derinliklerine indikçe ısınır ve erime olur, volkanlar oluşur. Ve dedi ki, bu model—konveksiyon, kıtaları hareket ettirme, kalınlaşan kabuk, erime, depremler—hepsi orada, tüm parçalar. Hess bu oturumu yönetti. Küçük bir eğlenceli detay: Griggs, Los Angeles’ta UCLA’de ders veriyordu, tam film endüstrisinin yükseldiği dönemde. Bu yüzden bu modeli filme aldı ve bilimsel toplantıda gösterdi. Bu filmi her yerde aradım, bulamadım. Ama gösterdiğini biliyoruz çünkü insanlar bundan bahsetti. İşte model. Modeli zaten büyük ölçüde açıkladım. Ama şöyle diyor: “Bu, tüm Pasifik havzasını kapsayan bir konveksiyon hücresinin çekici olasılığını açıyor, çevresel batan akımları içeriyor, merkezde çevreleyen akımları topluyor.” Başka bir deyişle, kıta kayması. Ayrıca, büyük derin depremler sorusunu da açıklayabilir. Aynı dönemde, sismologlar Beno Gutenberg ve Charles Richter, büyük derin odaklı depremlerin—yani Dünya’nın derinliklerinden gelen depremlerin—gezegen çevresinde rastgele dağılmadığını, derin okyanus çukurlarıyla ilişkili belirli yerlerde meydana geldiğini gösterdi. Griggs diyor ki, modelde bu çatlakların nasıl geliştiğine bakarsanız, Gutenberg ve Richter’ın gördüğü şeyle tam uyumludur; derin odaklı depremler, kıtalara doğru yaklaşık 45 derece eğimli düzlemlerde yer alıyor gibi görünüyor. Bu depremlerin, konveksiyon akımı yüzeyinde kayma nedeniyle olabileceği mümkündür. Yani modelin ürettiği şey, verilerle uyuşuyor. Ve elbette, bir modelin yapmasını istediğiniz şey budur. Tam olarak plaka tektoniği değil, ama çok yakın. Ve eğer bunu Daly’nin modeliyle birleştirirseniz, kabuğun gerçekten yırtıldığı ve mantoya battığı modelle, 1968’de bir araya getirilen tüm parçalara sahipsiniz.

Soru: Fiziksel modeller, plaka tektoniği teorisini nasıl güçlendirdi? Bu modeller, Dünya’nın iç dinamiklerini anlamada hangi yenilikçi yaklaşımları sundu? Türkiye’de jeofizik modelleme nasıl yürütülüyor, bu çalışmalar deprem tahmini veya risk analizi gibi alanlarda nasıl kullanılıyor, ve bu süreçte hangi zorluklar ortaya çıkıyor?

Ama sonra II. Dünya Savaşı patlak verdi ve bu, tarihçilerin tarihsel bir tesadüf dediği şey. Bazen şeyler olur ve tarihin seyrini değiştirir, insanlar da buna uyum sağlar ve ayar yapar. 1939’da Harry Hess, ABD Donanması’na katıldı, Vening Meinesz Hollanda yeraltı direnişine katıldı ve Ewing, ABD Donanması adına gizli araştırmalar yaptı. Donanma, bu dönemde Amerikan oşinografisinin ana patronu, hatta neredeyse tek patronu oldu. Hem Hess hem de Ewing, savaş sırasında bu soruyla ilgili ve daha sonra plaka tektoniği teorisini doğrulamak için kullanılan büyük miktarda veri topladı. Topladıkları tüm veriler, 1960’larda işlevsel hale getirildi. Ama 1930’lar ve 40’larda ne Hess ne de Ewing buldukları hakkında konuşabildi. Yayınlayamadılar, birbirleriyle konuşamadılar, arkadaşları ve meslektaşlarıyla konuşamadılar. Daha önce Hess, Vening Meinesz ile bu konuları büyük bir ayrıntıyla tartıştığı birçok mektup alışverişinde bulunmuştu ve bu yazışmalar bilimsel düşünce açısından çok zengin ve okuması eğlenceli. Ama şimdi Vening Meinesz iletişim dışıydı ve olsa bile veriler gizliydi, Hess’in konuşmasına izin verilmiyordu. Hess bu kısıtlamaları anladı, savaş zamanıydı. Ama aynı zamanda bunlardan yakındı, özellikle bulduklarının anlamını konuşmadan çözmenin gerçekten zor olması nedeniyle. Bu, onun makalelerinde tekrar tekrar ortaya çıkıyor. 1944’te yazdığı bir mektupta şöyle diyor: “Birçok ilginç gerçek ortaya çıkıyor. Bunların anlamını bilmiyorum. Henüz durup düşünmek için pek vaktim olmadı. Savaş sonrası yapmam gereken birçok şeyden biri olarak birikiyor.” Ama savaş sona erdiğinde, Hess, savaş sonrası bile engeller olacağını fark etti. Aslında iki büyük engel görüyordu. İlki, zaten önerdiğim gibi, gizlilikti. Neredeyse tüm veriler gizliydi ve çatışma sona erdikten sonra bile bunları sınıflandırmadan çıkarmak ve kullanılabilir hale getirmek için önemli bir çaba gerekecekti. İkincisi ise erişimdi. Veriler gizli olmasa bile, askeri bürokrasinin derinliklerinde kaybolabilirlerdi. Savaş sonrası Hess, Amerikan Jeofizik Birliği için bir komite yönetti, okyanus havzalarının jeolojik ve jeofiziksel çalışması için komite raporu. Bu, bu çalışmaların barış zamanında nasıl devam edebileceği sorusunu inceleyen bir komiteydi ve şöyle yazdı: “Donanma tarafından toplanan büyük miktarda bilgi, savaş sonrası bu komitenin ilgilendiği araştırma alanlarında değerli olacak, ancak bilgilerin savaş sonunda hükümet arşivlerine atanması sırasında kaybolmasından veya yanlış yerleştirilmesinden endişe ediliyor.”

Soru: Savaş dönemi veri gizliliği bilimi nasıl etkiledi? Bu kısıtlamalar, bilimsel işbirliğini ve ilerlemeyi nasıl engelledi? Türkiye’de deprem verilerinin gizliliği ne kadar sorun teşkil ediyor, bu durum jeofizik araştırmalarını nasıl etkiliyor, ve bu engeller nasıl aşılabilir?

Tam konuşmayı izleyin ve plaka tektoniğinin tarihine dalın. Ayrıca, deprem bilimi ve jeofizik üzerine önerdiğim videolar:

  1. Oreskes, N. (1999). The Rejection of Continental Drift: Theory and Method in American Earth Science. Oxford University Press.
  2. Oreskes, N. (2019). Science on a Mission: How Military Funding Shaped What We Do and Don’t Know about the Ocean. University of Chicago Press.
  3. Royal Institution. (t.y.). Plaka Tektoniği’nin Kökenini Yeniden Düşünmek - Naomi Oreskes ile. YouTube. https://youtu.be/tTAWrP5GNwA adresinden alındı.
Not: APA 7’ye göre erişim tarihleri ve DOI/URL’ler kurum içi sürümde genişletilebilir.

🌍 Rethinking the Origin of Plate Tectonics: Naomi Oreskes Lecture

Naomi Oreskes — Professor of the History of Science, Harvard University

Royal Institution Lecture

Hello: “Thank you for being here tonight. It’s an honor to speak at the Royal Institution. Inspired by my hero Michael Faraday, I’ll explore the origin of plate tectonics, the barriers to science, and the importance of transparency.”

Good evening. Thank you so much for being here tonight. Thank you to the Royal Institution for inviting me. It's really a huge pleasure and honor to be here. Partly because of how important this institution is historically in the history of science and partly because my own personal hero is Michael Faraday and has always been Michael Faraday. I'm going to come out from behind the podium because I don't like to be behind a podium and also because I need to see my slides. Tonight’s talk is a little bit serious. It’s a public lecture, but we're in a moment, particularly in my country, where science is under attack in a historically unprecedented way. This is a moment to be serious about science, to think hard about how science operates and what it takes to support a robust scientific enterprise in a democratic society. So without further ado, let me start. One of the central questions of traditional history and philosophy of science is the relationship between scientific theories and facts. Traditionally, many philosophers have argued that it doesn't really matter where a theory comes from. It only matters how it's justified. The philosopher Hans Reichenbach famously distinguished between the context of discovery and the context of justification. He said the philosopher doesn't care how a theory is discovered, only how it's justified. But as a historian of science, I'm very much interested in the context of discovery. I want to know how scientific theories come about, what evidence supported that theory, how that evidence was collected, and who paid for it to be collected. I also want to know what social conditions make it possible or impossible to pursue science, how those conditions lead people to pursue some questions and ignore others, and who gets to do science. Put another way, historians of science aren't so much interested in a theory of science. We're interested in the realities of science. At least, that's what I was interested in when I first started in this field as a graduate student in the 1980s.

Question: Why does the philosophy of science matter for fields like earthquake science? How do philosophical approaches shape and guide scientific discovery processes? How are these discussions conducted in Turkey, how do they influence modern geophysical research, and what innovative methods are used in this process?

In the 1980s, plate tectonics was a very new and exciting theory. It replaced a rather confused theoretical landscape, where quite different things were taught in Europe, the United Kingdom, and the United States, and even more differently in the Soviet Union. Against Thomas Kuhn’s famous theory of the structure of scientific revolutions, geology had not had a coherent paradigm. This was ironic because Kuhn himself used Charles Lyall as an exemplar. But in fact, geology didn’t have a paradigm, yet it was clearly a science. Moreover, many earth scientists were proud of having experienced a scientific revolution. This was a great thing. Some, like the famous Canadian geophysicist Tuzo Wilson, spoke about it in Kuhnian terms, explicitly referencing this important book in the history and philosophy of science. Some scientists were interested in where this new paradigm came from, and some noticed, sometimes defensively, that an earlier version, continental drift, had been roundly rejected, particularly in the United States. In a popular textbook first published in the 1970s, written by Frank Press, a famous geophysicist who served as a science adviser to President Carter, he wrote: “One of us once wrote a paper dealing with the permanence of ocean basins. If he were allowed to expunge one contribution from the scientific record, this would be it.” We should all be allowed one mistake, right? Earth scientists were proud of this new paradigm but also embarrassed that they had seemingly gotten things so wrong before.

Question: Why was plate tectonics considered a scientific revolution? How did it fundamentally transform our understanding of geology? How is this theory taught in Turkey, what innovative methods are used in modern education to explain this revolution, and how do these methods impact student comprehension?

A narrative developed within the scientific community to explain both where this new paradigm came from and why the earlier opportunity was missed. This narrative had two parts. Continental drift theory was rejected for lack of a mechanism to explain how continents could move. The second part held that plate tectonics developed because of US Navy funding for sustained investigations of the deep ocean. Navy support enabled scientists to discover and understand key features like seafloor magnetic stripes and the association of deep ocean trenches with deep focus earthquakes, paving the way for plate tectonics theory. In my first seminar paper in graduate school and later my first book, I showed that the first part of this narrative was false, just flat-out wrong. I thought this field was wide open; in your first graduate seminar paper, you can disprove a popular myth. Things got harder after that. Many know continental drift theory was most famously associated with German geophysicist Alfred Wegener. His book The Origin of Continents and Oceans was first published in 1915 and then in English in 1924. Wegener was not a neglected genius. He was a well-respected geophysicist known for his work on the thermodynamics of the atmosphere, and in the 1920s, his continental drift theory was widely discussed globally, including potential mechanisms. While Wegener’s proposed mechanism wasn’t generally accepted, a different mechanism, the same one later accepted in the 1960s to explain plate tectonics, was accepted.

Question: Why was continental drift initially rejected? What scientific and cultural biases influenced this rejection process? What examples of scientific resistance exist in Turkey, how do they impact modern geological understanding, and how can these resistances be overcome?

That was the theory of convection currents in a partially molten mantle. This idea was first developed in the 1920s by British geologist Arthur Holmes, who worked at Imperial College, and his Irish colleague John Joly. Both had been working on the implications of radiogenic heat and radiometric dating. Their idea was that radiogenic heat could lead to partial melting of the mantle, setting up convection currents that would drag the continents from below. This theory was widely debated among geologists and received significant attention. Yale professors Charles Schuchert and Chester Longwell left abundant correspondence, and in 1926, Longwell wrote to Schuchert: “Joly and Holmes have a beautiful theory, and I believe it will be epic.” We know the theory was discussed, known, and many thought the mechanism problem was solved. This proved the geologists’ narrative was incorrect. If you want the true story, read my first book. What about the second part of the narrative? It held that the debate reopened 40 years later based on new evidence, mostly from the oceans, enabled by US Navy support for oceanography and marine geophysics, allowing scientists to study the deep sea and Earth’s crust beneath it, discovering key facts supporting plate tectonics theory.

Question: Why was the convection currents theory significant for plate tectonics? How did it illuminate Earth’s dynamic processes? How is this theory taught in Turkey, what innovative methods are used in geophysical education to explain these concepts, and how do they enhance student understanding?

1930s Geodetic Discoveries and the Roots of Plate Tectonics

Key Figures and Geodetic Work

This story begins in the 1930s and revolves around three individuals: American geologist Harry Hess, a professor at Princeton, American geophysicist Maurice Ewing, and Dutch geodesist Felix Vening Meinesz. We’ve talked a lot about geodesy today, and since it’s a science that doesn’t often capture public interest, spending a whole day discussing geodesy was great fun.

Felix Vening Meinesz and Gravity Expeditions

Felix Vening Meinesz conducted critical work between 1923 and the 1930s, published in a volume called Gravity Expeditions at Sea. In what was then the Dutch East Indies, now Borneo, Sumatra, and Indonesia, he developed gravity measurements at sea. This gravity survey work revealed a broad band of negative gravity anomalies, where the gravitational acceleration was significantly less than average. We often think of gravity as constant, but on Earth, gravitational acceleration varies significantly from place to place.

He showed that this negative gravity anomaly coincided with large earthquakes and active volcanoes.

The band was a major and distinctive feature, approximately 5,000 miles long but rarely more than 60 miles wide. Earthquake epicenters were concentrated along its axis, making it tectonically active, and it lay about 100 miles inland from the active volcanism belt.

Implications for Continental Drift

This clear relationship among earthquakes, volcanoes, and negative gravity anomalies had implications for the continental drift theory. Returning to Arthur Holmes’ model of continental drift, he had emphasized the continental margin where convection currents sank back into the Earth, labeled as borderland geosyncline deeps. These were areas where the ocean was unusually deep at the edges of continents.

If convection currents pulled the crust down toward the mantle, the crust would thicken, and the friction between the crust and the subducting or convecting material would cause earthquakes. If the thickened crust began to melt, volcanoes would form.

This relationship aligned with what Holmes and Joly had proposed to drive continental drift and with an early version of subduction suggested by Harvard professor Reginald Daly in his book Our Mobile Earth.

Daly had proposed that crustal plates could sink back into the mantle, associated with deep ocean trenches. This raised the question: Was this relationship unique to the East Indies, or was it a general feature related to ocean deeps worldwide?

The Navy-Princeton Gravity Expedition

In the early 1930s, a group of American scientists led by Princeton professor Richard Field invited Vening Meinesz to measure gravity in the West Indies around the Bartlett Deep, a trench smaller than the Java Trench but similar in depth and geometry. This work, supported by the US Navy, was called the Navy-Princeton Gravity Expedition and involved Hess, Vening Meinesz, and Ewing.

The results mirrored those in the East Indies: negative gravity anomalies, large earthquakes, and active volcanism. These findings were presented at the 1937 American Geophysical Union, 1938 American Philosophical Society, and 1938 Geological Society of America meetings and widely reported.

The Tectogene Hypothesis

The three scientists developed the downbuckling hypothesis to explain their observations, later calling it a tectogene, borrowing the term from German geophysicist Erich Haarmann. Hess envisioned a compressive force causing a significant downward folding in the Earth’s crust, which, being less dense than the mantle, resulted in a negative gravity anomaly. If this downbuckled crust melted, volcanoes would form.

This model explained surface observations by linking them to processes within the Earth. The question of what caused the tectogene brought up the continental drift discussion, setting the stage for further exploration into the mechanisms driving these global geological phenomena.

Comments

Post a Comment