Yerküre'nin Şekli Değişiyor mu?
Abdullah SANCAK
[GOEAR]6e27608[/GOEAR]
Yerküre'nin tanınması ve şeklinin belirlenmesi maksadıyla çok eski çağlardan beri süregelen çalışmalar hâlâ devam etmektedir. Ölçme usûlleri ve âletleri, teknolojik gelişmeler paralelinde sürekli değişmektedir. İlk çağlarda Arz'ın şeklinin düz olduğuna inanılıyordu. Milât'tan önce 500 yıllarından itibaren Dünya'nın şeklinin yuvarlak olduğuna dâir çeşitli fikirler ileri sürülmüş ve yarıçapını belirleme çalışmaları yapılmıştır. Daha sonraları, bilhassa 7. yüzyıldan itibaren Dünya'nın şeklinin tam olarak neye benzediği konusuna yoğunlaşılmıştır.1
İnsanlığın İslam'la şereflenmesi ve İslâm'ın ilmi teşvik etmesi ile Müslüman ilim adamları astronomide büyük gelişmelere vesile oldular. Astronomi ilminin gelişme seyrini takip eden tarihçiler 8–14. yüzyıllar arasını İslâm Astronomisi Dönemi olarak kabul ederler. Avrupa, Ortaçağ karanlığını yaşarken, bu dönemde astronomi çalışmalarının büyük kısmı Ortadoğu'da, Kuzey Afrika'da ve Endülüs İslâm Devleti'nde yürütülmüştür. Batı bu dönemde astronomik gelişmelere ayak uyduramamış, hattâ karanlıktan sıyrılmaya başladığı dönemlerde bile Avrupa'da, Galile: "Dünya dönüyor." dediği için kilise tarafından aforoz edilmiş, Kopernik'in Güneş merkezli kâinat anlayışını benimseyen İtalyan Giordano Bruno 1600 yılında Roma'da diri diri yakılmıştır. 16. yüzyıldan sonra ise, Dünya'nın şeklinin belirlenmesi ve yarıçapının ölçülmesi için hem Batı'da hem de İslâm dünyasında çok önemli çalışmalar yapılmıştır.
Astronomik çalışmalar ve kullanılan teknolojilerin gelişmesiyle beraber, 18. yüzyıldan itibaren Dünya'nın yuvarlaklığının yanısıra özel bir şekle de sahip olduğu anlaşılmıştır. Tespitlere göre Arz; Ekvator'dan şişkin, kutuplardan ise, basık ve yuvarlak bir şekle sahiptir. Bilim adamları bugün Arz ile ilgili araştırmalarda uydu vasıtalarını kullanmaktadır. Bu yolla elde edilen haritalar, Dünya'nın tahmin edildiği gibi tam yuvarlak bir şekle sahip olmadığını, yüzeyinin sivilceli bir yüze benzediğini göstermektedir.2
Sivilceli Arz yüzeyini bilim adamları, ‘jeoid' kavramıyla ifade etmeyi uygun bulmuşlardır. Jeoid, belirli kabullerle birlikte durgun deniz yüzeyi olarak adlandırılan ve yer yüzeyinin ölçülmesinde kullanılan özel bir referans yüzeyidir. Bu konudaki çalışmalar bu referans yüzeyine dayandırılır. Jeoid sürekli olarak değişim içerisindedir. Çünkü Arz'ı oluşturan katmanlar farklı yoğunlukta olduğu için, tabiî hâdiselerle birlikte insan kaynaklı tesirler de onun jeoid yapısını sürekli farklılaşmaktadır. Bu sebeple, jeoidin pratikte matematikî bir tarifi henüz yapılabilmiş değildir.
Bilindiği gibi Dünya jeolojik olarak aktif bir gezegendir.3 Kâinatta atomlardan galaksilere kadar, yaratılmış hiçbir varlık kendi hâline bırakılmadığı gibi, Dünya da üzerinde mükemmel bir ekosistemin yerleştirilmesi için hâlden hâle döndürülmektedir. Arz'ı teşkil eden tabakaların farklı yoğunlukta olması, bunların sürekli bir jeolojik süreçten geçmesi, tektonik levha hareketleri, kıtaların kayması, Arz'ın kütle merkezinin az da olsa yer değiştirmesi, gel-git hâdiseleri, hidrosfer (su küre) ve atmosferde gerçekleşen atmosferik hâdiseler ve insanoğlunun müdahaleleri sebebiyle yerkabuğunun bazı bölgelerinde değişmeler yaşanmaktadır. Bu durum Arz'ın şekli olan jeoidin de sürekli değişmesini netice vermektedir.
Jeoidde meydana gelen değişiklikler yerküre ölçeğinde meydana gelen hâdiselerin neticesidir. Bu hâdiselerin ne mânâ ifade ettiğinin anlaşılabilmesi için, jeoiddeki bu şekil değişikliklerinin belirlenmesi bu noktada önem kazanmaktadır. Yeryüzündeki yerçekimi ivmesi (gravite) farklılıklarını uydularla belirleme çalışmaları günümüzde jeoidin şeklindeki değişmelerin takibi için itibar edilen en yeni metottur. Bu durumun kolay anlaşabilmesi için yerçekimi, yerçekimi ivmesi, kütle ve ağırlık gibi bazı kavramların tarifinde fayda vardır. Yerçekimi veya genel mânâda kütle çekimi, iki cismin kütleleri arasındaki çekim gücüdür. Bu çekim kuvveti F, cisimlerin kütlesine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.4 Kütle arttıkça ve cisimler arası mesafe kısaldıkça, çekim kuvveti artar; kütle azaldıkça ve mesafe arttıkça çekim kuvveti azalır. Arz üzerinde bir cismin serbest bırakılması hâlinde Yerküre'nin uyguladığı çekim kuvveti münasebetiyle cisim artan bir hızla yere doğru düşer. Hızdaki bu değişim ise, yerçekimi ivmesi olarak adlandırılır.
Kütle ise, bir cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve kâinatın her yerinde aynıdır, değişmez. Dünya'nın bir cisme uyguladığı çekim kuvvetine cismin ağırlığı denir. Ağırlık, kütleyle kütle çekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Bu tariflerden, bir cismin kâinattaki yeri değişirse kütlesinin değişmeyeceği, ancak ağırlığının değişebileceği kolayca anlaşılabilmektedir. Yerçekimi ivmesi Arz'ın merkezinden olan uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğu için, bir cismin ağırlığı yükseklik değişiminde farklılık gösterir. Misâl olarak; deniz kenarında 100 kg ağırlığındaki bir cisim Everest'e (8535 metre) çıkarıldığında, bu cismin ağırlığında 90 gram azalma meydana gelir. Bir başka ifade ile yerden 10 km yukarıda seyahat eden yaklaşık 4,5 tonluk bir uçak, yerdeki ağırlığından 15 kg daha hafiftir. Yerçekimi ivmesi yani gravite arttıkça cisimlerin ağırlığının arttığı, gravite azaldıkça cisimlerin ağırlığının azaldığı görülür.
Arz'ın merkezinden yüzeyine olan mesafenin sâbit olduğu (en yüksek tepelerde yılda en fazla 1–2 cm alçalma veya yükselme olur), Arz içindeki malzeme miktarının da çok fazla değişmediği göz önüne alınır ve diğer tesirler ihmal edilirse, Arz'ın yüzeyindeki küçük gravite farklılıklarının temel sebebinin yüzeydeki kütle değişmeleri olduğu kolaylıkla söylenebilir. Buzulların erimesiyle belli alanlarda ağırlığın azalması, barajlar sebebiyle de belli alanlarda ağırlığın artması, Arz üzerindeki gravite farklılıklarında en önemli rolü oynamaktadır. İşte bu bulgulardan hareketle bilim adamları nerelerde ne kadar kütle değiştiğini gravite ölçüleriyle tespit edebilmektedir. Çünkü kütlelerin yer değiştirmesi sebebiyle gravite değerleri de o bölgelerde değişim göstermektedir.
Gravite ölçümleriyle çok küçük kütle farklılıkları dahi belirlenebilmektedir. Arz üzerindeki belli bir kütlenin yer değiştirmesi o bölgedeki gravitenin de değişmesi mânâsına gelmektedir. Özetle günümüzde yaygın olarak kullanılan gravite ölçümleri jeoiddeki değişimleri ve dahası buna sebep olan hâdiseleri anlayabilme adına, kullanılabilen en önemli veri kaynağı durumundadır. Arz yüzeyindeki yer değiştiren kütlelerin veya diğer bir ifadeyle Arz'ın üzerinde ağırlığın arttığı veya azaldığı yerlerin belirlenmesinde uydular yardımıyla gravite ölçüm metodu kullanılmaktadır. Gravite değişimlerini belirleme ve izleme maksatlı kullanılan en yeni teknolojik uydular, Avrupa Uzay Ajansı ESA'nın GOCE ve NASA'nın GRACE uydularıdır. GOCE uydusu yörüngede ilerlerken Arz'ın gravite alanını hassas bir biçimde araştırabilmek için tasarlanmıştır. Uydu, yerçekiminin güçlü ve zayıf olduğu bölgelerin üzerinden geçerken gradiometer adlı cihazıyla gönderdiği sinyaller yardımıyla gravite farklılıklarını tespit eder. GRACE uyduları ise, aynı yörüngede birbirinden 220 km uzakta ve Arz'dan yaklaşık 500 km yukarıda konumlandırılmış ikiz uydulardır. Uydular mikrodalga sinyalleri kullanarak birbirleri arasındaki mesafeyi, bir insan saçı kalınlığının % 1'inden daha küçük değişmeyi belirleyebilecek şekilde ölçerler. Aynı zamanda kendileriyle yeryüzündeki nokta arasındaki mesafeyi de hassas bir şekilde ölçerler. Uydu konumuna ait bu ölçümlerden faydalanarak gravite farklılıkları hesaplanabilmektedir. GRACE uydu verileri mevcut gravite belirleme sistemlerinden 1.000 defa daha yüksek bir doğruluk sağlayabilmektedir. Bu yeni uyduların avantajlarından yararlanmak isteyen bilim adamları güncel birçok çalışma gerçekleştirmiş ve jeoid değişmesine sebep olan birçok ilginç hâdiseyi ve bunların sebeplerini tespit edebilmişlerdir.
2004 yılında Sumatra Adası'nda meydana gelen richter ölçeği ile 9 büyüklüğündeki zelzele neticesi deniz yüzeyinde meydana gelen dev dalgalar, kıyıda yaklaşık 6 metre yüksekliğinde düz bir çıkıntının oluşmasına sebep olmuştur. GOCE uydusu verileriyle, bu bölgede Arz yüzeyindeki kütlenin yer değiştirmesinin jeoidin 18 milimetre değişmesine sebep olduğu belirlenmiştir. Bu, bir jeoid değişimi için oldukça yüksek bir değer olarak kabul edilmektedir.5
Kutup buzullarının kütlelerindeki değişmeler de jeoidde değişmelere sebep olmaktadır. GRACE uydularından alınan verilere göre Grönland ve Antarktika'daki buz tabakalarının umulandan daha hızlı eridiği tespit edilmiştir. Eriyen buzullar kürevî deniz seviyesinin her yıl 0,41 mm yükselmesine yol açmakta ve eriyen buzullardan ortaya çıkan suyun ağırlığı ise Arz'ın şeklinin değişmesine sebep olmaktadır.6,7
GRACE uydusunun gravite verilerine dayanılarak elde edilen enteresan bilgilerden biri de, Çin'de yapılan dünyanın en büyük barajı Three Gorges'un Arz'ın yüzeyinde sebep olduğu gravite değişikliğidir. Baraj; göl alanı yaklaşık 600 km uzunluğunda ve 112 km genişliğinde olacak şekilde inşa edilmektedir. Baraj gövde inşaatı tamamlandığında, göl sahası 39,3 milyar m3 su tutacak ve su derinliği 175 metre civarında olacaktır. Baraj sularının yükselmesi 1,5 milyon insanın evlerini terk etmesine sebep olacaktır. Barajların tamamlanan kısımları içerisinde biriken muazzam su yükünün bölgedeki gravite değerini artırdığı belirlenmiştir. Dolayısıyla bu bölgede su yükünden dolayı Arz'ın şekli veya jeoid yapısı değişmiştir.8
Buna benzer tesislerin yapılması ve çeşitli müdahalelerin tesiri ile Arz'ın şeklinin gittikçe yuvarlaklaşmaya başladığı bilim adamları tarafından tespit edilmiştir. Bu duruma buzul döneminin bitmesiyle dünya kabuğu üzerindeki -bilhassa kutuplardaki- buzul yükünün kalkmasının yol açmış olabileceği tahmin edilmektedir. İskandinavya ve Kanada'nın bazı kısımlarında buzulların erimesinden dolayı, yerin yıllık 1 cm yükseldiği bilinmektedir. Bu yuvarlaklaşma durumuna okyanus akıntılarının yön değiştirerek Ekvator'a daha fazla yönelmelerinin de sebep olabileceği düşünülmektedir. Buzulların erimesi neticesi suların okyanus akıntılarıyla Ekvator'a taşınması, Ekvator civarında ağırlığın artmasına sebep olmaktadır. Kutuplarda kütlenin azalması, Ekvator civarında da kütlenin artmasından dolayı Arz'ın şeklinde değişme meydana gelmiştir.9,10
Birçok bilim adamı, Arz'ın şeklindeki değişikliklerin pek çoğunun iklim değişmelerinden kaynaklandığını ifade etmektedir.11 Üzülerek belirtmek gerekir ki, BM Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nde, 6 yıllık çalışma neticesinde hazırlanan rapora göre, küresel ısınmadan % 90 nispetinde insanların mesul olduğu belirtilmiştir. Gerçekleşen bu hâdiseler neticesinde ihtiyarlayan Dünya'nın jeoid yapısı gittikçe yuvarlaklaşmaktadır. Yuvarlaklaşmaya bağlı olarak Arz'ın yarıçapı da yıllık 0,4 – 0,8 mm artmaktadır.12 Değişimin sebep olabileceği hâdiseler bilim adamları tarafından sürekli olarak takip edilmektedir. Bilim adamlarına göre kütlelerin yer değiştirmesi neticesi meydana gelen jeoid değişmesinin Arz dinamiği üzerinde bazı tesirleri olmaktadır. Öyle ki, gravite değişiklikleri ile anlaşılabilen kütle transferlerinin Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızında yavaşlamaya sebep olduğu tespit edilmiştir.13 Dünyanın dönüş hızının değişmesinin günlük saat diliminin değişmesi neticesini doğuracağı ifade edilmektedir. 24 saat olan bir günlük zaman diliminin ilerleyen yıllarda, dönüş hızındaki yavaşlamaya paralel olarak artacağı bu veriler doğrultusunda söylenebilmektedir.
Dipnotlar
1. James R. Smith, 1997, Introduction to Geodesy, The history and Concepts of Modern Geodesy, John Wiley and Sons, Inc, ISBN 0-471-16660-X.
2. University of Texas Center for Space Research and NASA (7 Haziran 2005) GRACE - Gravity Recovery and Climate Experiment
3. Mehmet Bozkır, Kayaçların Devridaimi, Sızıntı, Ekim 2007 Yıl:29 Sayı 345
4. Newton's Law of Gravity
5. Earle Holland (Ohio State University), 2006, Satellite data reveals gravity change from Sumatran earthquake, Physorg.com Dergisi, Satellite data reveals gravity change from Sumatran earthquake
6. K. Fleming, Z. Martinec, D. Wolf, and I. Sasgen, Detectability of geoid displacements arising from changes in global continental-ice volumes by the GRACE gravity space mission. http://www.gfz-potsdam.de/pb1/JCG/Fleming-etal_jcg.pdf
7. G. Ramillien, A. Lombard, A. Cazenave, E. R. Ivins, M. Llubes, F. Remy, R. Biancale, Interannual variations of the mass balance of the Antarctica and Greenland ice sheets from GRACE, Global and Platenary Change 53 (2006) 198-208.
8. San Shaoan, Institute of seismology, CEA, Wuhan, China, Gravity change before and after the first water impoundment in Three Gorges Project
http://www.sgg.whu.edu.cn/icct/html/...A___fourth.pdf
9. Dnyanın Şekli Değişiyor Mu? - 2003-01-11
10. Robert Roy Britt, 2002, Mysterious Shift in Earth's Gravity Suggest Equators is Bulging, Space.com Dergisi
http://www.csr.utexas.edu/GRACE/publ...-space.com.pdf
11. Goddart Space Flight Center, NASA, 2005, Most Changes in Earth's shape are due to changes in climate, SpaceRef.com Dergisi, NASA releases a montage of Jupiter's small satellites | SpaceRef - Your Space Reference.
12. Allan COX and Richard R. DOELL, Palæomagnetic Evidence Relevant to a Change in the Earth's Radius, Nature 189, 45-47, 1961) Palomagnetic Evidence Relevant to a Change in the Earth's Radius
13. Chao B. F. at al, 2003, The Global Geophysical Fluids Center (GGFC) of the International Earth Rotation and Reference Systems Service, Verlag des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, ISBN 3-89888-877-0, p. 115 – 120
Abdullah SANCAK
[GOEAR]6e27608[/GOEAR]
Yerküre'nin tanınması ve şeklinin belirlenmesi maksadıyla çok eski çağlardan beri süregelen çalışmalar hâlâ devam etmektedir. Ölçme usûlleri ve âletleri, teknolojik gelişmeler paralelinde sürekli değişmektedir. İlk çağlarda Arz'ın şeklinin düz olduğuna inanılıyordu. Milât'tan önce 500 yıllarından itibaren Dünya'nın şeklinin yuvarlak olduğuna dâir çeşitli fikirler ileri sürülmüş ve yarıçapını belirleme çalışmaları yapılmıştır. Daha sonraları, bilhassa 7. yüzyıldan itibaren Dünya'nın şeklinin tam olarak neye benzediği konusuna yoğunlaşılmıştır.1
İnsanlığın İslam'la şereflenmesi ve İslâm'ın ilmi teşvik etmesi ile Müslüman ilim adamları astronomide büyük gelişmelere vesile oldular. Astronomi ilminin gelişme seyrini takip eden tarihçiler 8–14. yüzyıllar arasını İslâm Astronomisi Dönemi olarak kabul ederler. Avrupa, Ortaçağ karanlığını yaşarken, bu dönemde astronomi çalışmalarının büyük kısmı Ortadoğu'da, Kuzey Afrika'da ve Endülüs İslâm Devleti'nde yürütülmüştür. Batı bu dönemde astronomik gelişmelere ayak uyduramamış, hattâ karanlıktan sıyrılmaya başladığı dönemlerde bile Avrupa'da, Galile: "Dünya dönüyor." dediği için kilise tarafından aforoz edilmiş, Kopernik'in Güneş merkezli kâinat anlayışını benimseyen İtalyan Giordano Bruno 1600 yılında Roma'da diri diri yakılmıştır. 16. yüzyıldan sonra ise, Dünya'nın şeklinin belirlenmesi ve yarıçapının ölçülmesi için hem Batı'da hem de İslâm dünyasında çok önemli çalışmalar yapılmıştır.
Astronomik çalışmalar ve kullanılan teknolojilerin gelişmesiyle beraber, 18. yüzyıldan itibaren Dünya'nın yuvarlaklığının yanısıra özel bir şekle de sahip olduğu anlaşılmıştır. Tespitlere göre Arz; Ekvator'dan şişkin, kutuplardan ise, basık ve yuvarlak bir şekle sahiptir. Bilim adamları bugün Arz ile ilgili araştırmalarda uydu vasıtalarını kullanmaktadır. Bu yolla elde edilen haritalar, Dünya'nın tahmin edildiği gibi tam yuvarlak bir şekle sahip olmadığını, yüzeyinin sivilceli bir yüze benzediğini göstermektedir.2
Sivilceli Arz yüzeyini bilim adamları, ‘jeoid' kavramıyla ifade etmeyi uygun bulmuşlardır. Jeoid, belirli kabullerle birlikte durgun deniz yüzeyi olarak adlandırılan ve yer yüzeyinin ölçülmesinde kullanılan özel bir referans yüzeyidir. Bu konudaki çalışmalar bu referans yüzeyine dayandırılır. Jeoid sürekli olarak değişim içerisindedir. Çünkü Arz'ı oluşturan katmanlar farklı yoğunlukta olduğu için, tabiî hâdiselerle birlikte insan kaynaklı tesirler de onun jeoid yapısını sürekli farklılaşmaktadır. Bu sebeple, jeoidin pratikte matematikî bir tarifi henüz yapılabilmiş değildir.
Bilindiği gibi Dünya jeolojik olarak aktif bir gezegendir.3 Kâinatta atomlardan galaksilere kadar, yaratılmış hiçbir varlık kendi hâline bırakılmadığı gibi, Dünya da üzerinde mükemmel bir ekosistemin yerleştirilmesi için hâlden hâle döndürülmektedir. Arz'ı teşkil eden tabakaların farklı yoğunlukta olması, bunların sürekli bir jeolojik süreçten geçmesi, tektonik levha hareketleri, kıtaların kayması, Arz'ın kütle merkezinin az da olsa yer değiştirmesi, gel-git hâdiseleri, hidrosfer (su küre) ve atmosferde gerçekleşen atmosferik hâdiseler ve insanoğlunun müdahaleleri sebebiyle yerkabuğunun bazı bölgelerinde değişmeler yaşanmaktadır. Bu durum Arz'ın şekli olan jeoidin de sürekli değişmesini netice vermektedir.
Jeoidde meydana gelen değişiklikler yerküre ölçeğinde meydana gelen hâdiselerin neticesidir. Bu hâdiselerin ne mânâ ifade ettiğinin anlaşılabilmesi için, jeoiddeki bu şekil değişikliklerinin belirlenmesi bu noktada önem kazanmaktadır. Yeryüzündeki yerçekimi ivmesi (gravite) farklılıklarını uydularla belirleme çalışmaları günümüzde jeoidin şeklindeki değişmelerin takibi için itibar edilen en yeni metottur. Bu durumun kolay anlaşabilmesi için yerçekimi, yerçekimi ivmesi, kütle ve ağırlık gibi bazı kavramların tarifinde fayda vardır. Yerçekimi veya genel mânâda kütle çekimi, iki cismin kütleleri arasındaki çekim gücüdür. Bu çekim kuvveti F, cisimlerin kütlesine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.4 Kütle arttıkça ve cisimler arası mesafe kısaldıkça, çekim kuvveti artar; kütle azaldıkça ve mesafe arttıkça çekim kuvveti azalır. Arz üzerinde bir cismin serbest bırakılması hâlinde Yerküre'nin uyguladığı çekim kuvveti münasebetiyle cisim artan bir hızla yere doğru düşer. Hızdaki bu değişim ise, yerçekimi ivmesi olarak adlandırılır.
Kütle ise, bir cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve kâinatın her yerinde aynıdır, değişmez. Dünya'nın bir cisme uyguladığı çekim kuvvetine cismin ağırlığı denir. Ağırlık, kütleyle kütle çekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Bu tariflerden, bir cismin kâinattaki yeri değişirse kütlesinin değişmeyeceği, ancak ağırlığının değişebileceği kolayca anlaşılabilmektedir. Yerçekimi ivmesi Arz'ın merkezinden olan uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğu için, bir cismin ağırlığı yükseklik değişiminde farklılık gösterir. Misâl olarak; deniz kenarında 100 kg ağırlığındaki bir cisim Everest'e (8535 metre) çıkarıldığında, bu cismin ağırlığında 90 gram azalma meydana gelir. Bir başka ifade ile yerden 10 km yukarıda seyahat eden yaklaşık 4,5 tonluk bir uçak, yerdeki ağırlığından 15 kg daha hafiftir. Yerçekimi ivmesi yani gravite arttıkça cisimlerin ağırlığının arttığı, gravite azaldıkça cisimlerin ağırlığının azaldığı görülür.
Arz'ın merkezinden yüzeyine olan mesafenin sâbit olduğu (en yüksek tepelerde yılda en fazla 1–2 cm alçalma veya yükselme olur), Arz içindeki malzeme miktarının da çok fazla değişmediği göz önüne alınır ve diğer tesirler ihmal edilirse, Arz'ın yüzeyindeki küçük gravite farklılıklarının temel sebebinin yüzeydeki kütle değişmeleri olduğu kolaylıkla söylenebilir. Buzulların erimesiyle belli alanlarda ağırlığın azalması, barajlar sebebiyle de belli alanlarda ağırlığın artması, Arz üzerindeki gravite farklılıklarında en önemli rolü oynamaktadır. İşte bu bulgulardan hareketle bilim adamları nerelerde ne kadar kütle değiştiğini gravite ölçüleriyle tespit edebilmektedir. Çünkü kütlelerin yer değiştirmesi sebebiyle gravite değerleri de o bölgelerde değişim göstermektedir.
Gravite ölçümleriyle çok küçük kütle farklılıkları dahi belirlenebilmektedir. Arz üzerindeki belli bir kütlenin yer değiştirmesi o bölgedeki gravitenin de değişmesi mânâsına gelmektedir. Özetle günümüzde yaygın olarak kullanılan gravite ölçümleri jeoiddeki değişimleri ve dahası buna sebep olan hâdiseleri anlayabilme adına, kullanılabilen en önemli veri kaynağı durumundadır. Arz yüzeyindeki yer değiştiren kütlelerin veya diğer bir ifadeyle Arz'ın üzerinde ağırlığın arttığı veya azaldığı yerlerin belirlenmesinde uydular yardımıyla gravite ölçüm metodu kullanılmaktadır. Gravite değişimlerini belirleme ve izleme maksatlı kullanılan en yeni teknolojik uydular, Avrupa Uzay Ajansı ESA'nın GOCE ve NASA'nın GRACE uydularıdır. GOCE uydusu yörüngede ilerlerken Arz'ın gravite alanını hassas bir biçimde araştırabilmek için tasarlanmıştır. Uydu, yerçekiminin güçlü ve zayıf olduğu bölgelerin üzerinden geçerken gradiometer adlı cihazıyla gönderdiği sinyaller yardımıyla gravite farklılıklarını tespit eder. GRACE uyduları ise, aynı yörüngede birbirinden 220 km uzakta ve Arz'dan yaklaşık 500 km yukarıda konumlandırılmış ikiz uydulardır. Uydular mikrodalga sinyalleri kullanarak birbirleri arasındaki mesafeyi, bir insan saçı kalınlığının % 1'inden daha küçük değişmeyi belirleyebilecek şekilde ölçerler. Aynı zamanda kendileriyle yeryüzündeki nokta arasındaki mesafeyi de hassas bir şekilde ölçerler. Uydu konumuna ait bu ölçümlerden faydalanarak gravite farklılıkları hesaplanabilmektedir. GRACE uydu verileri mevcut gravite belirleme sistemlerinden 1.000 defa daha yüksek bir doğruluk sağlayabilmektedir. Bu yeni uyduların avantajlarından yararlanmak isteyen bilim adamları güncel birçok çalışma gerçekleştirmiş ve jeoid değişmesine sebep olan birçok ilginç hâdiseyi ve bunların sebeplerini tespit edebilmişlerdir.
2004 yılında Sumatra Adası'nda meydana gelen richter ölçeği ile 9 büyüklüğündeki zelzele neticesi deniz yüzeyinde meydana gelen dev dalgalar, kıyıda yaklaşık 6 metre yüksekliğinde düz bir çıkıntının oluşmasına sebep olmuştur. GOCE uydusu verileriyle, bu bölgede Arz yüzeyindeki kütlenin yer değiştirmesinin jeoidin 18 milimetre değişmesine sebep olduğu belirlenmiştir. Bu, bir jeoid değişimi için oldukça yüksek bir değer olarak kabul edilmektedir.5
Kutup buzullarının kütlelerindeki değişmeler de jeoidde değişmelere sebep olmaktadır. GRACE uydularından alınan verilere göre Grönland ve Antarktika'daki buz tabakalarının umulandan daha hızlı eridiği tespit edilmiştir. Eriyen buzullar kürevî deniz seviyesinin her yıl 0,41 mm yükselmesine yol açmakta ve eriyen buzullardan ortaya çıkan suyun ağırlığı ise Arz'ın şeklinin değişmesine sebep olmaktadır.6,7
GRACE uydusunun gravite verilerine dayanılarak elde edilen enteresan bilgilerden biri de, Çin'de yapılan dünyanın en büyük barajı Three Gorges'un Arz'ın yüzeyinde sebep olduğu gravite değişikliğidir. Baraj; göl alanı yaklaşık 600 km uzunluğunda ve 112 km genişliğinde olacak şekilde inşa edilmektedir. Baraj gövde inşaatı tamamlandığında, göl sahası 39,3 milyar m3 su tutacak ve su derinliği 175 metre civarında olacaktır. Baraj sularının yükselmesi 1,5 milyon insanın evlerini terk etmesine sebep olacaktır. Barajların tamamlanan kısımları içerisinde biriken muazzam su yükünün bölgedeki gravite değerini artırdığı belirlenmiştir. Dolayısıyla bu bölgede su yükünden dolayı Arz'ın şekli veya jeoid yapısı değişmiştir.8
Buna benzer tesislerin yapılması ve çeşitli müdahalelerin tesiri ile Arz'ın şeklinin gittikçe yuvarlaklaşmaya başladığı bilim adamları tarafından tespit edilmiştir. Bu duruma buzul döneminin bitmesiyle dünya kabuğu üzerindeki -bilhassa kutuplardaki- buzul yükünün kalkmasının yol açmış olabileceği tahmin edilmektedir. İskandinavya ve Kanada'nın bazı kısımlarında buzulların erimesinden dolayı, yerin yıllık 1 cm yükseldiği bilinmektedir. Bu yuvarlaklaşma durumuna okyanus akıntılarının yön değiştirerek Ekvator'a daha fazla yönelmelerinin de sebep olabileceği düşünülmektedir. Buzulların erimesi neticesi suların okyanus akıntılarıyla Ekvator'a taşınması, Ekvator civarında ağırlığın artmasına sebep olmaktadır. Kutuplarda kütlenin azalması, Ekvator civarında da kütlenin artmasından dolayı Arz'ın şeklinde değişme meydana gelmiştir.9,10
Birçok bilim adamı, Arz'ın şeklindeki değişikliklerin pek çoğunun iklim değişmelerinden kaynaklandığını ifade etmektedir.11 Üzülerek belirtmek gerekir ki, BM Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'nde, 6 yıllık çalışma neticesinde hazırlanan rapora göre, küresel ısınmadan % 90 nispetinde insanların mesul olduğu belirtilmiştir. Gerçekleşen bu hâdiseler neticesinde ihtiyarlayan Dünya'nın jeoid yapısı gittikçe yuvarlaklaşmaktadır. Yuvarlaklaşmaya bağlı olarak Arz'ın yarıçapı da yıllık 0,4 – 0,8 mm artmaktadır.12 Değişimin sebep olabileceği hâdiseler bilim adamları tarafından sürekli olarak takip edilmektedir. Bilim adamlarına göre kütlelerin yer değiştirmesi neticesi meydana gelen jeoid değişmesinin Arz dinamiği üzerinde bazı tesirleri olmaktadır. Öyle ki, gravite değişiklikleri ile anlaşılabilen kütle transferlerinin Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızında yavaşlamaya sebep olduğu tespit edilmiştir.13 Dünyanın dönüş hızının değişmesinin günlük saat diliminin değişmesi neticesini doğuracağı ifade edilmektedir. 24 saat olan bir günlük zaman diliminin ilerleyen yıllarda, dönüş hızındaki yavaşlamaya paralel olarak artacağı bu veriler doğrultusunda söylenebilmektedir.
Dipnotlar
1. James R. Smith, 1997, Introduction to Geodesy, The history and Concepts of Modern Geodesy, John Wiley and Sons, Inc, ISBN 0-471-16660-X.
2. University of Texas Center for Space Research and NASA (7 Haziran 2005) GRACE - Gravity Recovery and Climate Experiment
3. Mehmet Bozkır, Kayaçların Devridaimi, Sızıntı, Ekim 2007 Yıl:29 Sayı 345
4. Newton's Law of Gravity
5. Earle Holland (Ohio State University), 2006, Satellite data reveals gravity change from Sumatran earthquake, Physorg.com Dergisi, Satellite data reveals gravity change from Sumatran earthquake
6. K. Fleming, Z. Martinec, D. Wolf, and I. Sasgen, Detectability of geoid displacements arising from changes in global continental-ice volumes by the GRACE gravity space mission. http://www.gfz-potsdam.de/pb1/JCG/Fleming-etal_jcg.pdf
7. G. Ramillien, A. Lombard, A. Cazenave, E. R. Ivins, M. Llubes, F. Remy, R. Biancale, Interannual variations of the mass balance of the Antarctica and Greenland ice sheets from GRACE, Global and Platenary Change 53 (2006) 198-208.
8. San Shaoan, Institute of seismology, CEA, Wuhan, China, Gravity change before and after the first water impoundment in Three Gorges Project
http://www.sgg.whu.edu.cn/icct/html/...A___fourth.pdf
9. Dnyanın Şekli Değişiyor Mu? - 2003-01-11
10. Robert Roy Britt, 2002, Mysterious Shift in Earth's Gravity Suggest Equators is Bulging, Space.com Dergisi
http://www.csr.utexas.edu/GRACE/publ...-space.com.pdf
11. Goddart Space Flight Center, NASA, 2005, Most Changes in Earth's shape are due to changes in climate, SpaceRef.com Dergisi, NASA releases a montage of Jupiter's small satellites | SpaceRef - Your Space Reference.
12. Allan COX and Richard R. DOELL, Palæomagnetic Evidence Relevant to a Change in the Earth's Radius, Nature 189, 45-47, 1961) Palomagnetic Evidence Relevant to a Change in the Earth's Radius
13. Chao B. F. at al, 2003, The Global Geophysical Fluids Center (GGFC) of the International Earth Rotation and Reference Systems Service, Verlag des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, ISBN 3-89888-877-0, p. 115 – 120
