Advertisement

Ay’ın oluşumu ve ay yörüngesinin evrimi ile ilgili bilgiler. Ay’ın oluşumuna ilişkin olarak ortaya atılmış olan kuramlar ile ilgili bilgiler.

AY YÖRÜNGESİNİN EVRİMİ.

Ay’ın açısal momentumu sürekli olarak artmakta, bundan dolayı da yörüngesi değişmektedir. Bunun nedeni Ay’ın Yer’de yarattığı gelgit etkisidir. Gelgitlerin Yer’de oluşturduğu iç sürtünmeler mekanik enerjinin bir bölümünün ısı enerjisine dönüşerek kaybolmasına yol açar. Bu enerji kaybının sığ denizlerde, en çok da Bering Boğazında gerçekleştiği sanılmaktadır. Gelgit sürtünmesinin ilk sonucu, Yer’in dönme hızının azalmasıdır. Yer gününün yüz yılda yaklaşık 2 x\displaystyle {{10}^{{-3}}} saniye uzamakta olduğu gözlemlerle saptanmıştır.

Ay'ın Oluşumu, Ay'ın Yörüngesinin Evrimi ve Ay'ın Niteliklerinin Oluşumu

Kaynak: pixabay.com

Dönüşü yavaşlayan Yer’in açısal momentumu azalır. Oysa Yer-Ay sisteminin açısal momentumunun sabit kalması gereklidir (aslında bu açısal momentumda Güneş’in gelgit etkisinden dolayı küçük bir artış vardır). Bu nedenle Yer’in kaybettiği açısal momentum Ay’a geçer; bu momentum geçişi, Yer’de oluşan gelgitin Ay’a, yörüngesindeki devinimi doğrultusunda bir kuvvet uygulaması ile gerçekleşir. Kepler yasalarına göre bu durum Ay’ın Yer’den uzaklaşmasına ve yörüngedeki açısal hızının azalmasına neden olur. Yılda ancak birkaç cm dolayındaki bu uzaklaşma, değeri çok küçük olduğundan, 1980’lerin başında henüz gözlenememişti, ama laserli uzaklık ölçümleriyle yakın gelecekte fark edilebilecektir. “Gelgit ivmesi”ni (Ay’ın yörüngedeki yavaşlaması) ilk olarak 1938’de Sir Ha-rold Spencer-Jones ölçtü. Onun bulduğu -22 açı saniyesi/yüzyıl/yüzyıl değeri en son tekniklerle ölçülen değerden yalnızca yüzde 10-15 kadar farklıdır.

Ay’ın yörüngesindeki değişimlerden söz ederken, saatin tanımlı bir büyüklük olduğu, bundan dolayı da sabit kaldığı göz önünde tutulmalıdır.

Yıl da, Yer’in oluşmasından ya da bu oluşumun hemen sonrasından beri, temel olarak sabittir. Ama günün uzunluğu her zaman 24 saat olmadığı gibi, kavuşum ayı da her zaman yılın 1/12,4’üne eşit değildir. Astronomi gözlemleri, bütün öteki insan etkinlikleri gibi, Yer’in geçmişinin pek küçük bir bölümünü kapsamaktadır. Kimi bilim adamları gelgite bağımlı canlılardaki (örn. yumuşakçalar, mercanlar ve stromatolitler) büyüme halkalarını inceleyerek Paleozoyik (Birinci) Zamandan (y. 570-225 milyon yıl önce) bu yana günün ve ayın uzamış olduğu sonucuna varmışlardır.

Bu araştırmacılar 400 milyon yıl önce günün uzunluğunun 22 saat ve yıldaki ay sayısının da 13’ten biraz fazla olduğunu tahmin etmektedirler. Bu tahminler, günümüzde ölçülen değerlerle uyumlu bir yavaşlama hızına karşılık gelmektedir. Bu verilere göre, 2 milyar yıl önce Ay’ın Yer’e uzaklığı 30 Yer yarıçapına eşitti (bugünkü uzaklığının yarısı), yılda 34 ay vardı ve günün uzunluğu 10 saatti. Ay yörüngesinin uzak geçmişine ilişkin yalın matematik hesaplar, Yer’in sürtünme özelliklerinin sabit kaldığı varsayımıyla, Ay’ın 2 milyar yıl önce Yer’den yalnızca 2,8 Yer yarıçapı uzaklıkta olduğu, günün uzunluğunun 5 saat, ay uzunluğunun da 6,5 saat olduğu sonucunu vermektedir.

Advertisement

Sonuçların jeolojik bulgularla çelişmesi, Yer’in ağdalılığının ve katılığının fiziksel yönden gerçekçi olmayan bir biçimde sabit kaldığının varsayılması ve güvenilir olmayan bir zaman ölçeği kullanılması gibi nedenlerden dolayı bu gibi hesapların doğruluğu kuşkuludur. Gene de jeolojik ölçekteki uzak geçmişte, Ay’ın Yer’e çok daha yakın olduğunun kabul edilmesi makul görünmektedir. Bu, Ay’ın oluşumu konusundaki kimi kuramların temelini oluşturmaktadır.

AY’IN OLUŞUMUNA İLİŞKİN KURAMLAR.

Gelgitin yol açacağı evrimin mekanizmasını ilk olarak 1880’de Sir George Darwin ortaya koydu. O zamandan bu yana Ay’ın nasıl oluştuğuna ilişkin temelde birbirinden farklı üç varsayım ileri sürüldü. Bunların her biri makul nitel dayanaklara sahipse de, fizik ve jeokimya açısından önemli sakatlıklar içermekteydi. Sonuçta bu problemin henüz çözülmemiş olduğu söylenebilir.

Yer’in bölünmesi varsayımı.

Sir George Darvvin gelgit sürtünmesinin etkilerini geçmişe doğru en yalın bir biçimde uzattı. Buna göre sıvı bir küremsi (sferoit) olarak biçimlenen Yer’in ekseni çevresindeki hızlı dönüşü, Güneş’in gelgit etkisiyle kararsız bir nitelik kazanınca, Yer iki parçaya bölünmüş, bunlardan küçüğü olan Ay, iki parça arasındaki gelgit kuvvetlerinin etkisiyle, Yer’den giderek uzaklaşmaya başlamıştı. 1930’da Harold Jeffreys böyle karar sız bir durumun ortaya çıkmasının olanaksızlığını gösterdi ve bölünme varsayımı 30 yıl süreyle bir yana bırakıldı.

1960’larda, Ay yoğunluğunun yerkabuğu yoğunluğuna hemen hemen eşit olmasından yola çıkılarak, Ay’ın katı haldeki Yer’den kopup fırladığı ve yerinde Büyük Okyanus teknesi olarak bilinen çöküntüyü bıraktığı öne sürüldü. Bu varsayım Ay yüzeyiyle Yer yüzeyinin hemen hemen aynı yaşta, ama okyanus tabanının çok daha genç olduğunu saptayan son yaş belirleme çalışmalarıyla çürütüldü. Sonraları bölünme varsayımının birkaç çeşitlemesi daha ortaya çıktıysa da, bunların hepsinde de Ay’ın kopup fırlama mekanizması bulanık kaldı. Ayrıca bu varsayımların hiçbiri Ay’ın yörünge düzleminin eğikliğine bir açıklama getiremiyordu.

Advertisement
Ay'ın Oluşumu, Ay'ın Yörüngesinin Evrimi ve Ay'ın Niteliklerinin Oluşumu

Kaynak: pixabay.com

Yer çevresinde yoğunlaşma varsayımı.

Güneş sisteminin oluşmasına ilişkin yoğunlaşma kuramının makul bir uzantısı olarak 1950’de Ay oluşumunun yoğunlaşma kuramı ortaya atıldı. Buna göre Yer toz taneleri, göktaşları ve daha büyük gökcisimlerinin bir araya gelip kümelenmesiyle oluşurken, Ay da arta kalan parçaların Yer çevresinde bir araya gelmesiyle ortaya çıkmıştı. Bu oluşumdaki farklı yoğunluklar çökelme farklılıklarıyla açıklanmakta ve ilk kümenin daha ağır olan metal içeriği Yer’de kümelenirken, özellikle silikatların Ay’da toplaştığı öne sürülmektedir. Bu varsayımın bazı biçimleri “birden fazla Ay oluşumu” kuramını da içerir. Buna göre Yer çevresindeki artıklar birden fazla noktada toplaşmış, bunlardan yalnızca biri varlığını koruyabilmiş, ötekiler Yer’e yapışmıştır. Bu türden kuramların sorunlu noktaları Ay’ın bugünkü açısal hızına nasıl eriştiği, yörünge düzleminin eğikliği ve neden iki değil de yalnızca bir gezegenin oluştuğu gibi konulardır. Günümüzde kabul edilen kütleçekimi kuramından, büyük bir gökcisminin tüm tanecikleri kendinde toparlayacağı, böylece de yakınlarında başka bir gökcisminin oluşmasına olanak vermeyeceği sonucu çıkmaktadır.

Yörüngeye yakalama varsayımı.

1955’te Horst Gerstenkorn’un öne sürdüğü varsayıma göre Ay,. Yer’den kopmuş değildi; tersine Güneş sisteminin uzak kesimlerinden geliyordu. Bir rastlantı sonucu Yer’in yakınından geçerken yakalanarak bugünkü yörüngesine oturtulmuştu. Gerstenkorn’un hesaplarında” kullandığı kimi varsayımlar fizik açısından makul görülmediğinden sonradan bir yana bırakıldı, bunların yerine daha gelişkin modeller önerildi. Bu varsayıma karşı en önemli itiraz, Ay gibi bir gökcisminin bu kadar uzaklardan gelip Yer’in bu kadar yakınından geçmesi olasılığının hemen hemen sıfır oluşudur.

AY’IN NİTELİKLERİNİN OLUŞUM KURAMLARIYLA İLİŞKİSİ.

1967’den başlayarak Ay’ dan getirilen örneklerin incelenmesi, yük-seltilerdeki kayaçların temel olarak anortozit (Yer’de de bulunan tanecikli korkayaç türü) bileşiminde olduğunu gösterdi. Yük-seltilerdeki kayaçların denizlerdekine göre daha çok alüminyum ve kalsiyum içerdikleri, buna karşılık demir grubu elementlerin (kütle sayılan 47 ile 65 arasında olan elementler) daha az bulunduğu anlaşıldı. Denizlerdeki demir bolluğu, bu bölgelerin genel olarak daha koyu renkli oluşunu ve deniz kayaçlarının yoğunluğunun daha yüksek olmasını açıklıyordu. Ay örnekleri üzerinde yapılan magnetik incelemeler bunların ya çok az (yüzde 1) meteorik demir-nikel içerdiğini ya da hiç içermediğini gösterdi. Bu nedenle kayaçların oluşumunu yâlnızca gökcisimlerinin çarpmasına bağlamanın olanaksızlığı ortaya çıktı.

Ay’dan getirilen ilk örnekler 1969’da Sessizlik Denizinden alınmıştı. Bundan sonra Fırtınalar Okyanusundan, Bereket Denizinden (Mare Fecunditatis), Fra Mauro yükseltisinden, Hadley hendeğinden. Bunalımlar Denizi yakınlarındaki yükseltiden, güneyde Descartes yakınlarındaki yükseltiden ve Toros Dağlarından örnekler getirildi. Getirilen bütün kayaçların volkanik bazalt olduğu görüldü. Yüzey birikintilerinde ise az miktarda meteorik, anortozitli ve camsı öğelere rastlandı. Bazalt kayaçların kabarcıklı ya da kristalli türlerden ya da breş (köşeli) türünden olduğu görüldü. Ay’ın oluşumunda göktaşlannın önemli rolü olduğu da örneklerin incelenmesiyle ortaya çıkan sonuçlardan biridir. Astronomi hesaplarına göre Ay’ın ortalama yoğunluğu 3,34 gr/cm3’tür. Getirilen bazalt örnekleri de buna yakın bir yoğunluktaydı. Ama Ay’ın iç katmanları tümüyle bazalt olamaz, çünkü bazaltın derinliklerdeki basıncın etkisiyle faz değişikliğine uğrayarak yoğunluğu 3,7 gr/cm3 olan eklojite dönüşmesi gerekir.

Advertisement

Buradan, Ay’ın dış katmanlarının, yoğunluğu bazaltınkinden daha düşük olan kayaçlardan oluşması gerektiği sonucu çıkmaktadır. Getirilen örneklerin analizi, Ay’ın bir magma ayrımlaşması döneminden geçmiş olduğu varsayımını doğrulayan sonuçlar vermiştir. Bu dönemde Ay’da nikel-demir bir çekirdeğin ortaya çıkmış olması beklenebilir. Dinamik hesaplar, böyle bir çekirdekteki demir kütlesinin Ay’ın toplam kütlesinin yüzde 6’sını geçemeyeceğini gösterdiğinden, eğer varsa, Ay çekirdeğinin Yer çekirdeğine göre çok küçük olması gerekmektedir. Ay’ın dış katmanları piroksen, plajiyoklaz ve olivin minerallerini içermektedir. Bu mineraller Yer’de de bol miktarda bulunmaktadır.

Ay'da Uzay İstasyonu

Kaynak: pixabay.com

Yer’le Ay arasındaki önemli farklar ise Ay’da tuğlamsı (refrakter) maddelerin bolluğu ve uçucu maddelerin yokluğudur.

Özellikle suya, ne serbest ne de bağlı olarak, hiç rastlanmamıştır, Ay’dan getirilen örneklerde Yer’de hiç rastlanmayan birkaç mineral türü de bulunmuştur. Bunlardan ilk bulunana Ay’a inen ilk astronotlar N. Armstrong, E. Aldrin ve M. Collins’ in adlarından oluşturulan armalkolit adı verilmiştir.

Magma ayrımlaşması, kısmi erime, kristalleşmeyle ayrımlaşma gibi bulguların, deniz lavlarının gökcismi çarpmasıyla oluştuğu varsayımını çürüttüğü söylenebilir. Tersine, lavların Ay’ın derinliklerinden gelmiş olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca bunların çok geniş bir zaman aralığında püskürmüş olduğu da ortaya çıkmıştır. Standart yaş belirleme yöntemleri, denizlerdeki kristalleşmiş kayaçların, günümüzden 2 milyarla 4 milyar yıl öncesi arasında değişen bir zaman aralığında katılaşmış olduğunu göstermektedir. Ay’da bulunan potasyum, uranyum ve toryum elementlerinin radyoaktif izotopları, Ay’ın günümüzdeki en önemli radyoaktif ısı kaynaklarıdır. Ay’da ısı akışına ve net ısınmaya ilişkin hesaplar Ay sıcaklığının 2 milyar yıl önce en yüksek değerden geçmiş olabileceğini gösterdiğinden, deniz lavlarının radyoaktif etkinliğin doğurduğu ısıyla oluşmuş bir magmadan gelmesi olasıdır.

Yükseltilerdeki kayaçların 4,6 milyar yıl önce katılaşmış olduğu anlaşılmıştır.

Bunlar Yer’deki bütün kayaçlardan kesinlikle daha yaşlıdır. Yükselti kayaçlarının -bu kadar yaşlı oluşu, bunların sonradan deniz lavları ile kaplanmış olduğu görüşünü doğrulamakta ise de, böylesine erken erimelerine ve ayrımlaşmalarına yol açan ısının kaynağının ne olabileceği konusunda ortaya ilginç bir problem koymaktadır. Eğer Ay yoğunlaşma yoluyla oluşmuşsa, yoğunlaşma sürecinde açığa çıkan kütleçekimi enerjisi bu ısıyı sağlamış olabilir. Bu ısının kaynağı, alüminyum-26 gibi kısa yaşam süreli radyoaktif izotopların bozunması da olabilir. Gezegenler arası bir magnetik alanın varlığı Ay’da indüklemeyle ısınma yaratmış olabilir. Ya da bu ısı, o zamanlar Yer’in çok yakınında bulunan Ay’da oluşan gelgit enerjisinin ısıya dönüşmesiyle ortaya çıkmış olabilir.

Advertisement

Ay’daki kristal yapılı kayaçlarda artık mıknatıslanmaya rastlanmıştır. Bu mıknatıslanma, Güneş sistemindeki elektrik boşalmalarından ya da Ay’ın Yer’e çok yakın olduğu dönemde Yer’in magnetik alanının etkisinden kaynaklanmış olabilir. Bu mıknatıslanmanın kızgın Ay çekirdeğinin dinamo etkisiyle ilişkili olduğunu gösteren belirtiler de vardır. Ay çekirdeğinin günümüzdeki sıcaklığı henüz kesin olarak belirlenememiştir.


Leave A Reply