Bir elmasın nasıl ve nerede oluştuğunu düşündüğünüzde, bir yerine dokuz farklı çeşit elmasla karşılaşıyorsunuz.
Robert Hazen 2006 yılının bir Aralık gecesinde Yılbaşı partisine katıldığı zaman, biyolog bir arkadaşı ve meslektaşı kendisine basit bir soru yöneltmiş: “Hadean’da hiç kil minerali var mıydı?” sorusunu.
Bu soru önemli bir yerden geliyor. Hadean Devri, bilim insanlarının Dünya tarihinin ilk kısmı şeklinde adlandırdığı bir dönem; yaklaşık 4 milyar yıl öncesine değin gezegenimizin oluşum sürecini kapsayan, kızgın ve efsanevi bir zaman. Günümüzde dünya genelindeki topraklarda sık sık bulunan kil mineralleri ise yaşamın nasıl başladığıyla ilgili kuramların bazılarında anahtar bir rol oynuyor.
Fakat Carnegie Bilim Enstitüsünde çalışan mineralbilimci Hazen’a göre bu soru, alanının on ya da yirmi yıl öncesine kadar üzerinde çalışma yürütecek kadar donanımlı olduğu bir soru değildi.
Bir mineralin nasıl ve ne zaman oluştuğunu hesaba katan yeni bir mineral sınıflandırma sistemi sayesinde Hazen, bu durumun artık değişeceğini düşünüyor. Sistem, dört gün önce American Mineralogist bülteninde yayımlanan iki makalede tarif ediliyor. (Araştırma, 70’i aşkın başka çalışmanın da öncüsü olabilir.)
Carnegie Enstitüsünde çalışan ve makalelerin yazarlarından biri olan yerbilimci Shaunna Morrison, “Böylelikle, neredeyse sınırsız miktardaki soruya cevap bulma fırsatı elde ettiğimizi düşünüyorum” diyor.
Mineralbilimciler, kristalli bileşenleri eskiden beri kimyasal karakterleriyle (ör. mineralde hangi atomlar var?) ve yapılarıyla (ör. yakınlaştırma yapıldığında, bu atomların nasıl dizildiği görülüyor?) sınıflandırıyorlar.
“Mineralbilimcilerin alanlarıyla ilgili düşündüğü şey, her mineralin ideal bir kimyasal bileşen ve kristal yapıya sahip olduğu” diyor eş yazar Hazen. “‘Mineral türlerini’ böyle tanımlıyoruz.”
Çalışma sahasının dünya çapındaki kongresi Uluslararası Mineralbilim Birliği (IMA), pirit ve elmastan hidroksiapofilit-(K) ve ferro-ferri-fluro-lekite kadar 5.800 civarı tür tanımlıyor. Bu koleksiyon, bilim insanlarının asırlardır derlediği bir şey.
Bu şema her ne kadar mineralleri görüntülerine bakarak tanımlamak için harika olsa da, jeolojik bir yapının nasıl oluşmuş olabileceği hakkında fazla bilgi vermiyor. Örneğin piritin izi sıcak sudan volkanlara, gök taşlarından insan kaynaklı maden ateşlerine dek herhangi bir şeye kadar takip edilebiliyor. Eğer pirit bulursanız, bu ilave bilgiler olmadan madenin size anlatmaya çalıştığı hikayeyi bilemezsiniz. Bir şimşeğin meydana getirdiği olağanüstü koşullarda veya kemiklerde ya da kuş kakasında olduğu gibi doğrudan Dünya’daki yaşamda oluşan mineraller de var. Erken dönemdeki bakterilerin Dünya’nın antik atmosferine pompaladığı oksijen sayesinde ortaya çıkan mineraller de mevcut.
Hazen ve Morrison, maddeleri tarihlerine bağlayan sonraki seviye bir katalog oluşturmak istemiş. “Asıl yapmak istediğimiz şey, bağlam kazandırmaktı” diyor Morrison.
Şu an için araştırmacılar, bir mineralin nerede, ne zaman ve nasıl oluştuğunu pek çok şekilde söyleyebiliyor. Bu doğrultuda, bir mineralin etrafından alıp kendisine dahil ettiği ilave kimyasal ve biyolojik madde parçacıkları olan iz elementlere bakabiliyorlar. Karbon tarihleme yöntemi gibi bir mineraldeki farklı radyoaktif izotopların oranlarına bakıp, mineralin ne kadar geçmişe uzandığını öğrenebiliyorlar. Hatta bir mineralin dokusu ve rengini de hesaba katabiliyorlar; örneğin oksitlenmiş veya paslanmış numunelerin görünümü değişebiliyor.
Veri bilimi yöntemleriyle kuşanan Morisson, bu etmenlerin birçoğuyla bağlantı kurmayı ve çeşitli minerallerin oluşum geçmişlerini bulmayı başarmış. Söz konusu yöntemler, günümüzde biyologlar tarafından sık sık genom analizinde ve sosyologlar tarafından da bir sosyal ağdaki kişi gruplarının bulunmasında kullanılıyor. Morisson’un araştırma takımının gezegen çapındaki binlerce minerali taraması ve bunları Dünya’dan daha eskiye uzanan uzay kaynaklı minerallerden, insan madenlerinde oluşan minerallere kadar değişen 57 farklı oluşum ortamından biriyle etiketlemesi 15 yıl sürmüş.
Şimdiyse IMA’nın 5.800 türünü, Morisson ve Hazen’in “mineral çeşitleri” şeklinde adlandırdığı 10.500’ü aşkın şeye dönüştürmüşler. Bir mineral, yedi farklı şekilde oluştuysa çok sayıda çeşit barındırabiliyor.
Örneğin elması ele alalım. Kimyasal olarak en basit minerallerden birisi ve tamamıyla küp tabanlı bir yapıda dizilmiş karbon atomlarından oluşuyor. Fakat yeni katalog, yedi farklı elmas çeşidi gösteriyor: Dünya’nın manto tabakasında pişip baskılanmış elmas, bir gök taşının çarpmasıyla çökelmiş elmas, yaşam var olmadan bile önce karbon yönünden zengin yıldızlardan gelen elmas ve daha fazlası.
Morrison ve Hazen’ın yenilenmiş rehberinde, IMA’daki minerallerin yaklaşık altı biri sadece bir veya iki çeşide ait. Fakat dokuz mineral de 15 çeşide ayrılıyor. Ayrıca katalogdaki hiçbir mineral, pirit kadar fazla çeşit barındırmıyor: Tam 21 tane.
Her ikisi de Curiosity Mars uzay aracı takımında yer alan Hazen ve Morrison, bu şemayı oluştururken Dünya’nın ötesine bakmış. Eğer başka bir dünyada bir mineral bulursanız ve nerede oluştuğunu bilirseniz, o gezegenin antik zamanlarda ne tür bir ortam barındırdığını hızla çözebilirsiniz. Örneğin mineraliniz suyla temas ederek ortaya çıkan yüzde 80’lik kısımdaysa, elinizde uzun süre önce yok olmuş bir okyanusun kanıtı duruyor olabilir.
Mineraliniz biyolojik süreçlerden ortaya çıkan üçte birlik kısımdaysa, uzun süre önce ortadan kaybolan dünya dışı yaşamın bir işareti olabilir.
Fransa’daki Lille Üniversitesinde mineralbilimci olan Patrick Cordier, “Mineralleri görmenin yeni bir yolu ortaya çıktı” diyor bir açıklamasında. “Mineraller şahitlik yapar ve maddenin uzun geçmişini kaydeder.”
“Milyonlarca veya milyarlarca yıllık bir minerali elinizde tutabilirsiniz. 4,567 milyar yaşındaki bir gök taşını elinizde tutabilirsiniz” diyor Hazen. “Güneş sistemimizin erken dönem tarihine dönük elle tutulur başka hiçbir kanıt yoktur.”
Yazar: Rahul Rao/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
