Milyarlarca yıllık sırlar paslı kayalarda saklı

Utah Eyalet Üniversitesindeki araştırmacılar, yer kabuğundaki demir oksit minerallerindeki jeokimyasal oksidasyon reaksiyonlarının zamanlamasını belirlemek için yeni bir adli araç geliştirdi. Bu araç, bilim insanlarının “uyumsuzluklar” olarak bilinen jeolojik kayıtlardaki büyük, açıklanamayan boşlukların nasıl ve ne zaman oluştuğunu daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

scitechdaily.com’da yer alan habere göre, Utah Eyalet Üniversitesi USU Yer Bilimleri Bölümünde doçent olan Alexis Ault “Yer bilimciler için bir zorluk, kayaların yüzeye yakın ortamda ne zaman bulunduğunu doğru bir şekilde sınırlamaktır. Bu tür süreçlerin zamanlamasını kesin olarak belirlemek zordur, çünkü jeolojik kanıtlar genellikle silinmiştir” diyor.

Ancak Ault’un Doktora Öğrencisi Jordan Jensen tarafından geliştirilen yeni bir termokronolojik yaklaşım, jeolojik kaya kayıtlarında gizemli zaman boşluklarının nasıl ve ne zaman oluştuğunu deşifre etmenin doğru bir yolunu sunabilir.

Jeolojik zamanın eksik bölümlerinin doldurulması

Jensen ve Ault, bulgularını Amerika Jeoloji Derneğinin hakemli dergisi Geology’nin 4 Mart 2025 tarihli çevrim içi baskısında yayımladılar. Araştırma ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi.

Utah Eyalet Üniversitesi Doktora Araştırma Görevlisi Jensen, “Kaya kayıtlarındaki uyumsuzluklar, jeolojik zaman kitabındaki eksik bölümler gibidir. Bu boşluklar, geçmiş peyzaj ve ortamların kanıtlarını ortadan kaldıran geçmiş erozyon olaylarının fiziksel tezahürüdür” diyor.

Bu olayların jeolojik zaman içinde tektonik ve iklimdeki önemli değişiklikleri yansıttığını söylüyor. Jensen “En iyi bilinen uyumsuzluk örneği, Kuzey Amerika’da bulunan ve eski magmatik ve metamorfik kayaları daha genç, genellikle fosil içeren kayalardan ayıran büyük bir jeolojik sınır olan ‘büyük uyumsuzluk’tur. Bu sınır Büyük Kanyon da dahil olmak üzere pek çok yerde görülebilir” ifadelerini kullanıyor.

Jensen ve Ault makalelerinde, derin zamanda uyumsuzluk gelişiminin zamanlamasını belgelemek için martitin uranyum-toryum-helyum - (U-Th)/He - analizlerinin kullanımını açıklıyorlar.

Ault “Martit bir demir oksittir ve araştırma grubum sismik olarak aktif faylarda depremlerin ve yavaş kayma olaylarının parmak izini çıkarmak için demir oksit dokularını ve (U-Th)/He analizlerini kullanmasıyla tanınır” diyor.

“Martit, demir oksit minerali hematitin, manyetik özellikleriyle bilinen bir başka demir oksit olan manyetit kılığına girmesiyle ortaya çıkıyor” diyor 2016 yılında Utah Eyalet Üniversitesinden lisans derecesi alan Jensen. Kimya lisans profesörünün “Elmaslar sonsuza kadar değil ama grafit sonsuza kadar” dediğini hatırlıyor. “Elmas ve onun grafite dönüşümü gibi manyetit de dünya yüzeyinde stabil değil ve demir metallerin havaya maruz kaldığında paslanmasına benzer bir süreçte yavaşça hematite dönüşür” diyor. Martitin genellikle manyetitle karıştırıldığını söyleyen Jensen, “Çünkü dış görünüşü hâlâ manyetit görünümünü korur. Ancak USU’nun Mikroskopi Çekirdek Tesisi’ndeki taramalı elektron mikroskobu gibi gelişmiş araçlarla yakından baktığınızda, orijinal manyetit kristalinin yerini alan küçük hematit kristallerinin varlığını belirleyebilirsiniz” diyor.

Milyar yıllık kayalardan elde edilen kanıtlar

Denver’ın batısındaki Colorado Sıradağlarında büyük bir uyumsuzluğun altında yer alan 1.7 milyar yıllık bir kayadan elde edilen martit örneklerini kullanan Jensen ve Ault önerdikleri yaklaşımı uygulamak için çalışmaya başladılar.

Jensen “Manyetit oksitlendiğinde, tabiri caizse jeolojik saat sıfırlanıyor ve bu kayaların dünyanın yakın yüzeyine ne zaman itildiği ortaya çıkıyor. (U-Th)/He ve elektron geri saçılım kırınım analizlerini kullanarak, martit örneklerini 1.04 milyar yıl öncesine kadar tarihleyebildik, bu da uyumsuzluğun 1.4 milyar yıl kadar önce oluştuğunu gösteriyor” diyor.

Utah Eyalet Üniversitesinden bilim insanları ‘büyük uyumsuzluğun’ kökenine ilişkin farklı açıklamalar olduğunu söylüyor. Hipotezler arasında, 635 milyon yıldan daha uzun bir süre önce Cryogenian döneminde meydana gelen ve topluca “Kartopu Dünya” olarak bilinen bir dizi küresel buzullaşma olayı yer alıyor.

Jensen “Bu küçük ve dirençli martit taneleri, gömülme ve dağ inşası gibi kanıtları yok edebilecek birçok olaya rağmen, bu kayaların dünyanın yakın yüzeyine ilk ne zaman çıkarıldığının hikayesini koruyor. Analiz ettiğimiz tanelerin bir alt kümesi, büyük uyumsuzluk ile sonuçlanan erozyonun daha önce düşünülenden çok daha önce meydana geldiğini ve bu konumdaki Kartopu Dünya olaylarından birkaç yüz milyon yıl önce gerçekleştiğini gösteriyor” açıklamasında bulunuyor.

Ault ve Jensen, martit birçok kayaçta yaygın olduğu için araçların jeolojik zaman boyunca dünyanın kabuğunun ayrışması, değişimi ve erozyonunun yanı sıra kritik mineral yataklarının gelişimini araştırmak için uygulanabileceğini belirtiyor.

Kaynak: “Tracking ancient unconformity development with martite (U-Th)/He thermochronometry”, Jordan L. Jensen ve Alexis K. Ault, 4 Mart 2025, Geology.