Zamanı geriye ölçebilir miyiz?
Daha doğrusu, bir olayın veya bir oluşumun ne zaman gerçekleştiğini nasıl bilebiliriz?
Böyle bir saat yok, ama doğa geçmişin izlerini kayıt altına alarak bir yerlerde saklıyor. Bunu yaparken ardında ipuçları bırakıyor, bizler de o ipuçlarının yardımıyla geçmişe, evrime ve insanlık tarihine bakıyoruz.
Radyometrik zaman ya da radyometrik tarihleme dediğimiz şey böyle bir zaman ölçeği.
İşin özü, radyoaktif bozunuma dayanır. Yani, radyoaktif atom çekirdeğinin ışın yayarak başka bir elemente dönüşmesi olayına.
Radyoaktif bozunumdan, bilim dünyası 1900'lerin başına kadar habersizdir.
Radyoaktif bozunum zincirini keşfeden Rutherford, öğrencisine, "Soddy, korkarım, şimdi bizi simyacı sanacaklar!" derken heyecanını ve şaşkınlığını gizleyemez.
Onlar elbette simyacı değildiler, ama bu keşifleri ile çok daha fazlasını, doğanın çok önemli bir gizemini ortaya çıkarmış oldular.
Batının simya ile tanışması ise 2000 yıl öncesine dayanır.
M.Ö. 332 yılında Büyük İskender'in Mısır'ı fethetmesiyle batılı filozoflar engin bir Mısır uygarlığıyla karşılaşırlar, ilgilerini en çok simya çeker.
Simya, değersiz metal objelerin altın ve gümüş gibi değerli metallere dönüştürülmesi olarak tanımlı. Ayrıca gençlik ve ölümsüzlük iksiri de simyacıların işi.
Simyanın Mısır kökenli olmasının altında, onların ölümden sonra tekrar dünyaya dönecekleri inancı yatıyor olmalı. Ölülerini mumyalamaları bu nedenledir ve mumyalama işlemleri onlara maddenin kimyasal özellikleri hakkında hatırı sayılır bir deneyim kazandırmıştır.
Ancak simyacıların, değersiz metalleri değerli metallere dönüştürme ve yaşam iksiri fantezisinin gerçekleşmediğini biliyoruz. Ama günümüz kimya biliminin, bu bilgilerin uzantısında yeşerdiği de bir sır değil.
Yıl 1900'lere evrildiğinde Paris'te fizikçi Henri Becquerel, bir tesadüf sonucu uranyum atomlarının kendiliğinden ışınlar yaydığını fark eder. Henüz geçerli bir atom modeli yoktur; bilim dünyası, atom çekirdeği ve atomaltı parçacıklardan da habersizdir.
Bilim insanları, bu gizemli ışınların doğasını anlamaya odaklanırlar. Ünlü Cavendish Laboratuvarı'nda Ernest Rutherford ve ekibi de bu amaçla bir takım deneyler yaparlar; bulguları fazlasıyla şaşırtıcıdır. Söz konusu türde ışıma yapan başka elementler de vardır ve bu elementler üç farklı türde ışın yaymaktadırlar: İkisi parçacık yapılı, ancak kütleleri ve elektrik yükleri farklı; üçüncüsü ise kütlesiz ve yüksüz olup manyetik alanda sapmayan türdendir.
Ernest Rutherford ve Frederick Soddy- Cavendish Laboratuvarı
Bugün onların alfa, beta ve gama ışınları olduğunu biliyoruz.
Başka sürprizlerle de karşılaşırlar: Radyoaktif madde, alfa ve beta türü ışın yayarak kimlik değiştirmekte, başka ve daha hafif bir elemente dönüşmektedir. Yıl 1902.
Simyacıların 2000 yıllık hayali nihayet gerçekleşmiştir.
Rutherford, daha sonraları "radyoaktif bozunum" olarak adlandırılacak bu keşfi ve diğer çalışmaları ile 1908 yılında Nobel Ödülü alır.
Ama dahası vardır. Radyoaktif bozunum sonucu oluşan element, yaydığı ışın türüne göre daha hafif bir başka elemente dönüşmekle kalmıyor, yenisi de ışın yayarak farklı bir elemente, o da bir başkasına dönüşüyor. Ortaya çıkan zincirleme dönüşüm, bugünkü tanımıyla bir "radyoaktif bozunum serisi"dir.
Bugün biliyoruz ki doğada üç aktif radyoaktif bozunum serisi bulunuyor. Bu bozunum serilerinin her birinin başlangıç elementi doğada bulunan en ağır elementler olan Uranyum ve Toryum.
İşte bu seri, maddenin atomik yapısı içine gizlenmiş, doğanın kendi zaman skalasıdır.
Çünkü bu seride yer alan dönüşüm süreleri her radyoaktif element için farklıdır, sabittir ve karakteristiktir. Bu karakteristik özellik, "yarılanma ömrü" olarak tanımlanır. Yani, bir radyoaktif maddenin atomlarının ışın yayarak, yarısının azalması ve başka bir elementin atomlarına dönüşmesi için geçen süre.
Uranyum ile başlayan seri, kararlı bir element olan bir kurşun izotopu ile son bulur. Bozunum zincirlerinde bazı radyoaktif maddelerin yarı ömürleri bir kaç dakika olabilirken, diğer bazılarınınki binlerce, hatta milyon yıl olabilmektedir.
Rutherford'un öğrencisi Soddy, radyoaktif bozunum serisinin bu özelliğinin zaman ölçeği olarak kullanılabileceğini ileri sürer.
Amerikalı bilim insanı, kimyacı Bertram Borden Boltwood da aynı görüştedir. Boltwood, doğada bulunan uranyum ve toryum filizleri içinde daima ve belirli bir oranda kurşun bulunduğuna dikkat çeker.
Bu öngörülere göre, bir radyoaktif bozunum zincirindeki tüm izotopların bozunum hızı bilinirse, jeolojik kayaların, yerkürenin, diğer gezegenlerin ve asteroidlerin yaşlarını ya da oluşum evrelerini hesaplamak olasıdır.
Bu bir anlamda doğanın gizli hafızasıdır.
İnsan aklı bu gizemi çözmüş ve geriye dönük, geçmişi ölçebileceği radyometrik bir jeolojik saate sahip olmuştur.
Ancak radyometrik jeolojik saat, canlı kalıntıların tarihlenmesinde kullanılamaz.
Çok geçmeden Amerikalı fizikçi Willard Libby, günümüzde radyokarbon ya da karbon-14 tekniği olarak bilinen tarihlendirme tekniğini geliştirir ve 1960 Kimya Nobel Ödülünün sahibi olur.
Bu tekniğin çıkış noktası, soluduğumuz havanın bir bileşeni olan radyoaktif C-14 atomunun bozunumuna dayanır ve canlı fosil kalıntıların yaşlandırılmasını mümkün kılar.
İçinde yaşadığımız doğal radyasyonun izlerini sürerek geliştirilen bu tarihlendirme teknikleri günümüzde geçmişin kültürel ve jeolojik yapısını anlamada en çok kabul gören ve en güvenilir teknikler olarak yerlerini koruyor.
Ve biz onları, modern zaman simyacılarına borçluyuz.
Kaynakça
