Yapay elmas üretmek mümkün mü?
Elmasın yerkürenin derinliklerinde nasıl oluştuğu bilgisi yaşamın nasıl geliştiğini de açıklayabilir. Almanya’daki bir jeoloji enstitüsü bunun için sıfırdan elmas üretmeye çalışıyor. Dan Frost, Almanya’nın Bayerisches Geoinstitut enstitüsünde çalışan bir bilim adamı. Frost, yerkabuğunun binlerce kilometre derinliklerindeki ortamı laboratuvarda yaratmaya çalışıyor.
Bunun için kayaları çok büyük bir basınca tabi tutmak gerekiyor. Bu deneyleri sırasında Frost, Karbondioksit ve yerfıstığı ezmesi kullanarak nasıl elmas yapabileceğini keşfettiğini söylüyor.
BBC Türkçe'de yer alan habere göre, insanlığın uzayda kat ettiği ilerlemelere kıyasla ayaklarımız altında yatan yerkürenin derinlikleri hakkında çok az bilgi sahibiyiz. Jeoloji, yerkürenin içini çeşitli katmanlara ayırıyor: İç çekirdek, dış çekirdek, alt ve üst manto ve yerkabuğu. Fakat bu katmanların bileşimi konusunda hala büyük bir bilgi boşluğu var.
Dünya nelerden oluştu
“Dünyanın nasıl oluştuğunu anlamak için öğrenilmesi gereken ilk şeylerden biri bu gezegenin nelerden oluştuğudur,” diyor Frost. Birçok jeolog Dünya’nın yapısının asteroit kuşağındaki göktaşlarının yapısına benzediğini düşünüyor. Ama yeryüzüne düşen göktaşlarında yerkabuğundakinden çok daha fazla silikon bulunuyor. O halde bizdeki silikon nerede? Olasılıklardan biri, alt manto katmanında sıkışıp kalmış olabileceği.
Bu sorunun cevabını bulmak için Frost iki tür pres kullanıyor. Biri piston yoluyla minik kristal parçacıklarına atmosferdeki basıncın 280 bin katı basınç uyguluyor ve bu parçacıklar aynı anda yüksek ısıya tabi tutuluyor. Bu şekilde yeryüzünün 800-900 km altındaki alt mantonun koşulları oluşturulup kristal atomlarının yoğunlaşması sağlanıyor.
İkinci örs ise yeni oluşan mineralleri parçalayarak dünyanın daha da derinlerindeki ortama uygun hale getiriyor. Bunun için kristalleri yavaşça sıkan iki elmas kullanılıyor. Bu elmasların kullandığı basınç atmosfer basıncından 1,3 milyon kat daha güçlü. Numune kristaller hala bu cihazın içindeyken ses dalgalarının bu kristallerden yayılma biçimine bakılıyor. Sonra bu veriler yerküre içindeki sismik dalgalarla karşılaştırılarak örnek oluşumun mantonun bileşimiyle ne kadar benzerlik gösterdiği tespit ediliyor.
Karbon ve yaşam
Frost’un bulguları oldukça şaşırtıcıydı. Mantodaki silikon oranı göktaşlarındaki kadar yüksek değildi. Frost bunun nedenini silikonun belki de daha derinlere, yerkürenin çekirdeğine inmiş olabileceği ihtimaline bağlıyor. Bir başka olasılık ise dünyanın başlangıçta silikonla dolu çok daha büyük bir kabuğa sahip olmuş olabileceği ve göktaşlarının çarpması sonucu bu tabakanın dağılmış olabileceği. Hatta belki de dünyanın başlangıçta hangi maddelerden oluştuğu konusunu yeniden ele almamız gerekebilir.
Yoğun basınca tabi tutma işlemi ayrıca mavi renkli magnezyum demir silikat (ringwoodite) mineralinin de oluşumunu sağladı. Bu mineralin hidroksit iyonları (yani hidrojen ve oksijen atomları, yani su) içerdiği biliniyor. Buradan da, yerkürenin derinliklerindeki manto katmanında belki de “okyanuslar” olabileceği sonucuna varılıyor.
Yapılan deneyler soluduğumuz hava konusunda da ipuçları içerebilir. İşte Frost’un elmasları burada devreye giriyor. Frost, yaşanan bazı jeolojik süreçler yoluyla okyanuslardaki karbondioksitin kayalara, oradan da manto tabakasına çekilmiş ve bu yolla elmasların oluşmuş olabileceğini düşünüyor. Frost, elmasın diğer karbon türlerinden daha az değişken olduğu için yeniden atmosfere salınmış olması ihtimalinin az olduğunu belirtiyor. Böylece manto katmanının elmas tabakasıyla örtülü kalması sayesinde, dünyanın merkezinden dışa ısı yayılımının azalmış ve yaşamın gelişmesi olanaklarının artmış olabileceğini belirtiyor Frost.
Fıstık ezmesinden elmas
Frost’a göre, bunun olması için gereken madde demirdi. Mantonun yüksek basıncı kayalardaki karbondioksitin çıkmasına ve demiri bol minerallere geçmesine, böylece oksijenin uçarak geride kalan karbonun elmasa dönüşmesine neden olduğu düşünülüyordu. Frost’un basınç uygulayarak oluşturmaya çalıştığı ortamda gerçekleşen de bu oldu, yani elmas yaratıldı.
Fakat Frost’un bu işlem yoluyla zengin olması pek mümkün değil. Zira elmasın oluşup gelişmesi için çok uzun bir zaman gerekiyor. “2-3 milimetre büyüklüğünde bir elmas için haftalar gerekiyor,” diyor Frost. Yine de bir Alman televizyon kanalının isteği üzerine elmas oluşturma deneyinden geri kalmamış; deneyde ana madde olarak karbon bakımından zengin yerfıstığı ezmesi kullanmış. “Fazla miktarda hidrojenin ortaya çıkması deneyi bozdu, ama en azından elmas oluştuktan sonra,” diye anlatıyor Frost varılan sonucu.
Frost’un çalıştığı jeoloji enstitüsü farklı yöntemlerle yapay elmas üretme olanaklarını araştırıyor. Elması bor ile güçlendirme yoluyla elektronik cihazlar için kullanım sırasında ısınmayan daha iyi yarı iletkenler üretilebilir mi diye bakılıyor. Farklı karbon bileşimleri kullanarak elmastan daha güçlü bir madde elde etme çalışmaları da yapılıyor.
Ama Frost’un asıl ilgi alanına giren konu, yaptığı deneylerle yerkürenin geçmişini aydınlatmak ve bu yolla başka gezegenlerde yaşam olasılıklarını araştırmak.
.
.