Jeolojik ve Arkeolojik Yaş Tayin Metotları Güvenli midir?

Jeolojik ve Arkeolojik Yaş Tayin Metotları Güvenli midir?

Jeolojik ve arkeolojik materyallerin yaşını tayinde kullanılan gerek radyoaktif gerekse diğer metotlar, birtakım kabullere ve tahminlere dayandığı için istenen hassasiyette değildir. Bu bakımdan ortaya konan yaşların gerçek yaşlar olduğu hususunda tereddütler hasıl olmaktadır.

Jeolojide “yaş” genellikle nispi (göreceli) bir mana taşır. Yan yana veya üst üste duran iki kayaç kütlesinden birisi diğerine göre daha yaşlı veya daha gençtir. Bir değişim olmamışsa, alttaki kayaç üsttekine göre daha yaşlıdır. Bunu ilk defa 1669 yılında Nicolas Steno belirtmiştir.

Jeolojik ve arkeolojik materyalin yaşını tayinde değişik metotlar kullanılır. Bunlar:

1. Jeolojik Yaş Tayini

Bu metotta mukayese esastır. Meselâ bir bölgedeki Karbonifer yaşlı arazi bir başka yerdekiyle taş benzerliği, fosil benzerliği ve morfolojik yapı benzerliği gösteriyorsa, bu ikinci bölgedeki arazinin de Karbonifer yaşta olduğuna hükmedilir.

2. Paleontolojik Yaş Tayini

Bu metotta bir kayacın yaşı, ihtiva ettiği fosil çeşidine göre yapılır. William Smith 1770 yılında İngiltere’de yaptığı kazılar sırasında, kayaçlarda gözlediği fosillerin tabakalar içerisinde gelişigüzel değil, belirli bir sıralanışa göre yer almış olduklarını, aynı tabaka topluluğunda aynı fosil organizma, farklı tabakalarda ise değişik organizma cinslerinin bulunduğunu tespit etmiş ve “benzer fosil gruplarını taşıyan tabakaların aynı yaşta olması gerektiği” sonucuna varmıştı. Daha sonra yaptığı çalışmalar bu düşüncesini doğrulamıştır2.

Jeolojik dönemlerde çok kısa devrelerde yaşayıp ortadan kalkmış olan fosiller vardır. Bunlara “Karakteristik veya Kılavuz Fosiller” ya da “Kat Tayin Edici Fosiller” adı verilir. Kat belirleyici fosiller bir bakıma takvim gibidirler ve içinde bulundukları tortul tabakanın jeolojik yaşını ortaya koymada büyük ehemmiyete sahiptirler. Meselâ Paleozoik başında birden ortaya çıkan Trilobitler kısa zamanda çok geniş bir sahaya yayılmışlar ve Paleozoik sonunda aniden yok olmuşlardır. Dolayısıyla Trilobitler’in bulunduğu bir tortul tabakanın yaşı Paleozoik’tir. Aynı şekilde Ammonitler Mesozoik, Nummulitler Tersiyer, memeliler de Kuvaterner yaşını verirler.

Farklı devir ve periyotlarda yaşamış karakteristik fosiller dikkate alınarak, her devrin yaşı ve ihtiva ettiği kat belirleyici fosilleri gösteren “Jeolojik Sütun”lar teşkil edilmiştir. Herhangi bir beldede bulunacak olan karakteristik fosille o beldenin yaşı, bu jeolojik sütundan anlaşılabilir.

Paleontolojik Yaş Tayin Metodu’nun Kritiği

Kayaçların yaşları, ihtiva ettikleri indeks fosillere göre tayin edilmektedir. Ancak hangi indeks fosillerin hangi yaşı gösterdikleri nasıl bilinecektir? Bunun cevabı, “evrim”dir. Yani evrimin bütün dünyada aynı doğrultuda meydana geldiği ileri sürüldüğüne göre, belli bir çağda yaşayan organizmaların geçirdikleri evrim safhaları, bu çağda depolanan tortulları tanımak için şaşmaz bir kriter olmalıdır. Bu, “evrim” düşüncesinin temel prensiplerinden birisidir.

Morris, kayaları kronolojik sıraya dizmek için kullanılan tek yolun fosiller olduğunu belirtir. Fosilleri bu kronolojideki spesifik yere oturtmak için gerekli olan kriter, “hayatın basitten kompleksliğe doğru evrimleştiği” düşüncesidir. Canlı varlıkların evrimleşmesi ise, fosil kayıtları üzerine bina edilir. Evrimin olduğuna ait delil, fosillerdir. Fosiller de evrim düşüncesine göre kronolojik sıraya dizilmişlerdir. Böylece mesele fasit bir daire şeklinde güçlü bir muhakeme sistemine dönmüştür1.

Dunbar bu konuda şöyle der:

“Hayatın daha basit formlardan gittikçe kompleks formlara doğru evrim geçirdiğine dair tek tarihî bilgilere dayanan delili, fosiller sağlamaktadır” 3.

3. Varv Metodu’yla Yaş Tayini

Sular, taşıdıkları materyalleri çukur yerlerde biriktirirler. Bu çökelme hızından faydalanarak tortul bir serinin yaşı tayin edilebilir. Özellikle buzulların erimesiyle teşekkül eden sular, göllerde veya çukur bölgelerde birikirler. Erime oranı kış mevsiminde azdır ve bu sular beraberinde ince taneli malzemeleri sürükleyerek ince bir tabakanın teşekkülüne sebep olurlar. Yazın ise erime oranı yükselir ve beraberinde iri taneli materyali taşıyarak kalın tabaka teşkil eder. Böylece bir yılda bir ince, bir kalın tabaka oluşur. Ağaç halkaları gibi bu halkaları sayarak yaş tayini yapmak mümkündür. Tabakalı kayaçların varvlardan faydalanarak tayini, ilk defa 1905 yılında İsveçli De Geer tarafından yapılmıştır. “Varv” kelimesi İsveç dilinde “periyodik tekrarlanma” manasına gelmektedir.

Çökelme hızından faydalanarak Mısır’da Nil Nehri’nin 3000 yıldan beri her 400-500 senede 30 cm kalınlıkta bir sediment biriktirdiği ortaya konmuştur. Okyanuslardaki tuz miktarının tespitiyle de jeolojik yaş tayininin yapılabileceği ileri sürülmektedir. Buradaki tuzların, çevredeki kayaçlardan belirli sürelerde taşınacağı dikkate alınmaktadır. Joly, okyanus sularında bulunan sodyum iyonlarının miktarı ile her yıl akarsularla karadan denizlere giren sodyum miktarı arasındaki oranı hesaplayarak, okyanuslardaki Na+ miktarını 15.627 x 1012 ton, bir yılda okyanuslara giren Na+ miktarını ise 15.727 x 104 ton olarak bulmuştur. Buradan hareketle, okyanusların yaşını 99.4 milyon olarak hesaplamıştır. Bu değerin çok az oluşu ve Na+ oranının da devamlı değiştiği nazara verilerek bu metot tenkit edilmektedir.

Varv Metodu’nun Kritiği

Varv Metodu’nda, yağış rejimi ve toprağın yapısı büyük rol oynamaktadır. Mevsim ve yıllar arasında görülebilecek iklim değişiklikleri, aynı su miktarının taşıyabileceği malzemenin tekstür ve strüktürüne tesir edecektir. Sel ve taşkınlar da bu varv teşekkülünde bir dezavantaj olarak gözükmektedir. Çünkü normal suyun taşıdığı materyale göre sel sularıyla aynı süre içerisinde daha fazla miktarda sediment taşınıp biriktirilecektir. Bu da, yaş tayininde belli bir sürede biriken sedimenti esas alan Varv Metodu’nun sonucunu büyük oranda etkileyecektir.

4. Radyoaktif Elementlerle Yaş Tayini

İlk defa Becquerel tarafından 1896 yılında, uranyum tuzlarından görünmeyen bazı ışınların çıktığı tespit edilmiş, Madam Curie 1897 yılında toryumun da ışınlar yaydığını tespit etmiş ve bu olaya “radyoaktivite” adını vermiştir. Radyoaktif elementler etrafa alfa, beta ve gama ışınları yayarlar. Bu ışınlar, fotoğraf filmi üzerinde bıraktıkları ışınım etkisiyle, Geiger sayıcısıyla ve sentilometre gibi aletler yardımıyla tanınırlar.

Radyoaktif elementlerle yapılan yaş tayinlerini, radyoaktivitenin dolaylı ve dolaysız etkilerine göre iki gruba ayırmak mümkündür.

4.1. Radyoaktivitenin Dolaysız Etkilerine Dayanan Metotlar

4.1.1. Uranyum Metodu

Uranyum Metodu, yaş tayin metotlarının bir ailesidir. Bu metotların hepsinin esası, “uranyum ile onun kardeş elementi olan toryumun uzun bozunma zincirleri boyunca kurşun ve helyum hasıl etmeleri” esasına dayanır. Bu olay “alfa bozunumu” olarak adlandırılır. Olayda alfa partikülleri, ana atomların çekirdeklerinden sabit bir hızla ayrılırlar. Bunlar helyum gazının pozitif yüklü atomlarıdır

Radyoaktif elementlerin başında uranyum ve toryum gelir. Uranyumun iki izotopu vardır. Bunlardan birincisi U238’dir ve yarı ömrü 4.5 milyar yıldır. Diğeri U235’in ise yarılanma ömrü 0.7 milyar yıldır.

Toryumun (Th232) yarılanma ömrü ise 14.1 milyar yıldır. Bunlar belirli oranlarda helyum atomu vererek aşağıdaki gibi kurşun izotoplarını hasıl ederler:

U 238 ----> Pb 206 + 8 He 4
U 235 ----> Pb 207 + 7 He 4
Th 232 ----> Pb 208 +6 He 4

Normal kurşun minerali olan galenitte (PbS) kurşunun üç izotopu bir arada yer alır. Bu elementleri ihtiva eden herhangi bir tabakada kurşunun dördüncü bir izotopu olan Pb204’ü, diğer izotoplarla birlikte bulmak mümkündür. Bundan dolayı ona “yaygın kurşun” denir. Jeolojik zamanlar boyunca diğer izotopların miktarı gittikçe arttığı hâlde, Pb204’ün miktarı hep aynı kalır. Bu bakımdan Pb204’ün radyometrik yaş bulmada önemi büyüktür. Kurşun ihtiva eden bir mineralde Pb204’ün miktarı genel kurşun miktarından çıkarılınca, geride radyoaktif bozunum ürünü olan Pb izotopları kalır. Bunların miktarının tayiniyle de, içinde bulundukları mineralin yaşı tespit edilebilir.

Radyoaktif elementlerde belirli bir zamanda bozunum yoluyla meydana gelen atom sayısı (n) ile, mineralde bulunan radyoaktif elementin atom sayısı (N) doğru orantılıdır.

Matematik olarak bu kanun:

n = N.e-λt formülüyle gösterilir.
n = “t” zaman sonra kalan atom sayısı
N = Zamanın başlangıcında, yani t=0 olduğunda mevcut olan atom sayısı.
l = Radyoaktif bozunum sabitesi (her element için karakteristiktir).

Başlangıçta numunede bulunan radyo aktif elementin ve bugüne kadar radyoaktiviteyle meydana gelmiş elementin miktarı bilinirse, radyoaktivite kanunlarıyla son miktarın teşekkülü için geçen müddet hesaplanabilir.

Bozunum hızı zaman ve radyoaktif izotopların yaşına bağlı değildir. Bu hızı istatistiki olarak tespit mümkündür. Meselâ radyumun 10 milyon atomundan (N) her yıl 4 bin 273 tanesi (n) bozunuma uğrar. Burada n/N oranına “bozunum sabitesi” denir.

Bu değer, radyum için yıl başına:

l = n / N = 4273 / 107
l = 0.0004273 eder.

Yarı ömrü ise:

T= 0.693 / l
T = 0.693 / 0.0004273 = 1622 yıldır.

Uranyum Metodu’nun Kritiği

Uranyumun radyoaktif bozunumuna dayanan yaş tayin metotlarının sakıncalı tarafları vardır. Bunları şöyle özetlemek mümkündür:

1. Uranyum mineralleri her zaman açık sistemlerde bulunur.

Uranyum ihtiva eden kayaç kapalı bir sistemde olmadığı için, dış etkile...
[Bu mesajın devamını görebilmek için kayıt olun ya da giriş yapın