Buzullar Nasıl Oluştu?

İlk buzulların oluşumu, Dünya'nın iklim tarihindeki büyük soğuma dönemleriyle bağlantılıdır.

İlk buzullar ne zaman ortaya çıktı?

Jeolojik kanıtlar, Dünya'da ilk büyük buzullaşmaların yaklaşık 2,4 milyar yıl önce, Huronian Buzullaşması sırasında gerçekleştiğini gösteriyor. Bu dönemde atmosferdeki karbondioksit ve metan gibi sera gazlarının azalması Dünya'nın önemli ölçüde soğumasına yol açtı.

Neden Dünya soğudu?

Bilim insanlarının en güçlü açıklamalarından biri şudur:

• Fotosentez yapan erken mikroorganizmalar atmosferde oksijen üretmeye başladı.
• Oksijen, güçlü bir sera gazı olan metanla reaksiyona girerek onu azalttı.
• Sera etkisi zayıflayınca gezegen soğudu.
• Kutuplarda ve yüksek enlemlerde kalıcı kar ve buz örtüleri oluşmaya başladı.

Dünya tamamen dondu mu?

Bazı dönemlerde Dünya'nın neredeyse tamamen buzla kaplandığı düşünülüyor. Bu hipotez, Kartopu Dünya Hipotezi olarak bilinir. Özellikle 700–600 milyon yıl önceki bazı buzullaşmaların gezegenin büyük kısmını buzla kaplamış olabileceğine dair kanıtlar bulunuyor.

Bilinen ilk büyük buzul çağları yaklaşık 2,4 milyar yıl öncesine uzanıyor.

Yani: Buzullar bir anda oluşmadı

Bir gölün donması gibi değildir.

Yavaş yavaş sıkışmış karın zaman içindeki dönüşümüdür.

Nasıl mı?

Her şey karla başlar

Bir bölgede hava yıl boyunca çok soğuksa, yağan kar tamamen erimez.

• Yeni kar gelir.
• Eski karın üstüne birikir.
• Sonra yeni katmanlar gelir.
• Yıllar boyunca üst üste yığılmaya başlar.

İlk başta bu sadece "kar" gibi görünür.

Ama zaman içinde ilginç bir şey olur.

Alt katmanlar, üstteki karın ağırlığı altında sıkışmaya başlar. Kar taneleri arasındaki hava azalır. Kristaller değişmeye başlar.

Ve yavaş yavaş:

kar → sıkışmış kar (firn) → buzul buzu

dönüşümü yaşanır.

Bu süreç bazen yüzlerce yıl sürer. Bazen binlerce yıl.

Buzullar aslında hareket eder

İnsan çoğu zaman buzulları "donmuş ve hareketsiz" sanır.

Ama bilim bize şaşırtıcı bir şey söyler:

Buzullar hareket eder.

Evet, çok yavaş. Ama eder. Çünkü ağırlıkları inanılmaz büyüktür. Kendi ağırlıklarıyla aşağı doğru akmaya başlarlar.

Adeta çok yavaş hareket eden bir nehir gibi.

Bu yüzden bazı bilim insanları buzullara:

"Donmuş nehirler" der.

Bazıları yılda birkaç santimetre… Bazıları ise metrelerce ilerleyebilir.

Peki neden kutuplarda ve yüksek dağlarda oluşurlar?

Bir buzulun oluşması için temel şart şudur:

Biriken kar, eriyenden fazla olmalı.

Yani:

Kar yağışı > erime

Bu denge uzun yıllar devam ederse buzul oluşabilir.

Bu yüzden:

• kutuplar,
• yüksek dağlar,
• çok soğuk iklimler

buzullar için ideal yerlerdir.

Örneğin: Antarktika üzerindeki buz bazı yerlerde kilometrelerce kalınlığa ulaşabilir.

Bugün Dünya'daki tatlı suyun büyük kısmı buzullarda saklıdır.

Peki bu buz aslında ne kadar eski?

Şimdi ilginç kısım geliyor.

Bir buzulun içindeki bazı buz katmanları: yüz binlerce yıllık olabilir.

Bilim insanları buzuldan derin buz çekirdekleri çıkarır. İçindeki minik hava kabarcıklarını inceler. Ve geçmiş atmosferi okuyabilirler.

Yani bir bakıma:

Buzullar Dünya'nın hafızasıdır.

• İçlerinde eski hava saklıdır.
• Eski iklim saklıdır.
• Eski mevsimlerin izi saklıdır.

Belki mesele sadece donmuş su değildir

Bir dağın tepesindeki sessiz beyazlık…

Bir kutbun sonsuz görünen buz örtüsü…

Aslında binlerce yıllık bir yolculuğun sonucu olabilir.

Gökyüzünden düşen bir kar tanesi…

• Yavaşça sıkışır.
• Bekler.
• Dönüşür.
• Ve bazen bir buzulun parçası olur.

Belki de doğada en güçlü şeylerden biri, en hızlı olan değil… en sabırlı olandır.

Bir kar tanesi nasıl buzula dönüşür?

İşte buzulların oluşumundaki en büyüleyici süreçlerden biri tam da bu. Çünkü bir kar tanesi, yere düştüğü andaki hâliyle binlerce yıl boyunca kalmaz. Zamanla fiziksel olarak dönüşür. Hem de yalnızca üstüne yağan yeni karların ağırlığı nedeniyle.

Bir kar tanesi aslında çok boşlukludur

Yeni yağan karın büyük kısmı hava içerir.

İnsanlar genellikle karı "donmuş su" olarak düşünür ama taze karın hacminin %90'dan fazlası hava olabilir.

Mikroskop altında bakıldığında kar taneleri:

• altıgen kristaller,
• dallanan yapılar,
• ince kollar,
• boşluklar

içeren karmaşık geometrilere sahiptir.

Bu nedenle taze kar oldukça hafif görünür.

Üstüne yeni kar yağmaya başlayınca ne olur?

Bir yıl geçer. Sonra bir yıl daha.

Her yeni kar tabakası alttakilere baskı yapmaya başlar.

• Basınç arttıkça kar kristallerinin ince çıkıntıları kırılmaya başlar.
• Keskin köşeler yuvarlaklaşır.
• Kar taneleri arasındaki boşluklar küçülür.
• Kristaller yeniden düzenlenir.

Bilim insanları bu sürece:

kar metamorfizması (snow metamorphism) der.

Buradaki "metamorfizma", kayaçlardaki dönüşüme benzer şekilde yapısal değişim anlamına gelir.

Kar neden yeniden şekillenir?

Çünkü buz tamamen hareketsiz değildir.

Buzun içinde bulunan su molekülleri çok yavaş da olsa hareket edebilir. Basıncın yüksek olduğu bölgelerde moleküller daha kolay yer değiştirir. Küçük kristallerden kopan moleküller daha büyük kristallere eklenebilir.

Buna bazen:

yeniden kristalleşme (recrystallization) denir.

Sonuç olarak: ilk düşen kar tanesinin özgün şekli zamanla kaybolur.

Firn aşaması

Yıllar geçtikçe kar artık normal kar olmaktan çıkar.

Bilim insanları bu ara evreye:

Firn

adını verir.

Firn:

• kar ile buzul arasında bir geçiş formudur.
• daha yoğun yapıdadır.
• hava boşlukları belirgin şekilde azalmıştır.

Yoğunluğu yaklaşık olarak taze karın birkaç katına ulaşabilir.

Bu aşamada artık ilk kar kristallerini tanımak neredeyse imkânsızdır.

Basınç arttıkça hava sıkışır

Binlerce yıl boyunca yeni katmanlar birikmeye devam eder.

Ağırlık tonlarca hatta milyonlarca ton seviyesine ulaşır.

Bu sırada:

• hava boşlukları küçülür,
• bazıları tamamen kapanır,
• içeride minik hava kabarcıkları hapsolur.

İşte bilim insanlarının bugün buzul çekirdeklerinde bulduğu eski atmosfer örnekleri bunlardır.

Bir bakıma:

Bir buzulun içinde 100.000 yıl öncesinin havası saklı olabilir.

Gerçek buzul buzu nasıl oluşur?

Yoğunluk belirli bir seviyeye ulaştığında kristaller birbirine kaynamaya başlar.

• Kristal sınırları büyür.
• Hava boşlukları çok azalır.
• Buz daha şeffaf görünmeye başlar.

Artık elimizde:

kar değil, buzul buzu vardır.

Bu süreç bazı bölgelerde birkaç yüz yıl sürebilir.

Antarktika gibi çok soğuk bölgelerde ise binlerce yıl sürebilir.

Moleküler ölçekte ne oluyor?

Kar tanesi yere düştüğünde:

• milyonlarca küçük buz kristali vardır.

Basınç altında zamanla:

• kristaller büyür,
• sınırlar birleşir,
• enerji açısından daha kararlı yapılar oluşur.

Doğa adeta şunu yapar:

Daha düzensiz yapıyı bırakır, daha kararlı yapıya geçer.

Bu yüzden karmaşık yıldız şeklindeki kar tanesi sonunda büyük bir buz kütlesinin parçasına dönüşebilir.

Ve belki en etkileyici tarafı

Bir kar tanesi gökten inerken birkaç saniyede oluşur.

Ama bir buzulun parçasına dönüşmesi bazen binlerce yıl alır.

Yani kutuplardaki dev buzulların içinde, bir zamanlar gökyüzünden süzülmüş milyarlarca kar tanesinin yavaş yavaş dönüşmüş hâli bulunur.

Bir bakıma buzul;

zamanın sıkıştırdığı kardır.