AY
Uzaydaki en yakın komşumuz ve
dünyamızın tek doğal uydusu olan Ay, insanoğlunun Güneş'ten sonra en çok
ilgisini çeken gök cismidir. Küçük bir teleskopla dahi, yüzeydeki birçok
ayrıntıyı görmek olasıdır. Uzay yolculuklarında ilk hedef Ay olmuştur, nedeni de
oraya gitmenin Venüs ve Mars'a gitmekten çok daha kolay olmasıdır. Herşeye
karşın Ay'da su ve atmosfer bulunmadığından bir yaşamın oluşması ve süregelmesi
olanaksızdır. Uzay teknolojisi sayesinde üzerine ayak basılan Ay'a, yine
insanoğlu 2000 yıllarında diğer gök cisimlerine gitmek için bir üs kurmayı
plânlamaktadır.
Şekil 3.12: Ay’dan Yer’in
görünüşü.
Ay, en parlak olduğu dolunay
evresinde dahi Güneş parlaklığının 400 000 de biri kadar parlaktır. Eğer tüm
görünen gök yüzü dolunaylar ile kaplı olsaydı yine de meydana gelecek parlaklık
Güneş parlaklığının 50 de biri kadar olurdu. Ayın parlaklığı, yansıttığı Güneş
ışığı ile meydana gelir. Ay'ın yansıtma gücü, yani aklık derecesi 0.07’dir yani
Ay, yüzeyine düşen ışınların %93'ünü soğurur sadece %7'sini yansıtır.
Ay'ın çekim ivmesi küçük olduğundan
atmosferini tutamamıştır. Bu nedenle gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı
büyüktür. Yer atmosferi, gündüz Güneş 'ten gelen ısıyı bir battaniye gibi
koruyarak, gece-gündüz büyük sıcaklık farkına meydan vermez.
Ay'a küçük bir teleskopla
baktığımızda veya fotograflarını incelediğimizde hemen kraterleri, dağlık
bölgeleri ve denizleri görürüz. Deniz adı verilen bölgeler diğer bölgelere göre
düz, geniş ve karanlık alanlardır. Yüzeyin yaklaşık %25'ini denizler, geri kalan
%75'ini ise parlak dağlık bölgeler oluşturmaktadır. Rüzgârlar denizi” adı
verilen bölgenin hemen yanında bulunan Appennine dağlarının yüksekliği 5500
metre kadardır.
Şekil 3.13: Ay’ın bize bakan yüzeyi
ile arka tarafının ne denli farklı olduğunu göstermektedir. Bize bakan yüzeyde
bol miktarda deniz varken arka tarafın yüzeyi ise kraterlerle kaplıdır. Buradan
Ay’ın bize bakan yüzündeki kabuğun ince olduğunu ve geçmişte volkanik
etkinliklerin bu yüzeyde meydana geldiğini anlıyoruz.
Kraterler, Ay'ın hemen hemen her
tarafında, hem dağlık bölgelerde hem de denizlerde bulunmaktadır. Birçok
kraterin tam ortasında merkezi çıkıntılar vardır. Çapı 150 km'den büyük
kraterler olduğu gibi çok küçükleri de bulunmaktadır. Bazen birkaç kraterin iç
içe olduğu görülmektedir. Kraterlerin, göktaşlarının Ay yüzeyine çarpması sonucu
mu yoksa volkanik kökenli mi olduğu tartışılmıştır. Fakat kraterlerin Ay
yüzeyinde düzensiz olarak dağılmaları bunların Volkanik kökenli olmadıklarının
bir göstergesidir. Ay yüzeyinde bir zamanlar yanardağlar olduğuna ilişkin
belirtiler de vardır. Küçük kubbe şeklindeki tepelerin görünüşleri Yer yüzeyinde
görülen volkanik kökenli dağlara benzemektedir. Yine bazı kraterler düzensiz
olarak dağılmayıp bir kraterler zinciri oluşturmaktadır. Bunların da volkanik
kökenli olduğu sanılmaktadır. Son olarak da ara sıra gözlendiği bildirilen gaz
bulutları veya kırmızı ışımalar, yine yanardağ etkinliğinin bir sonucu olabilir.
Fakat Ay kraterlerinin büyük çoğunluğu çarpışma sonucu olmuştur.
Şekil 3.14: Apollo 16
astronotlarının Ay’dan getirdiği bir kaya parçası görülmektedir. Kayanın yapısı
incelendiğinde Ay yüzeyindeki kayaların gök taşı çarpmaları ile nasıl bir
değişim geçirdiği anlaşılmaktadır.
Ay'daki kayaların Yer yüzünde
görülen kayalardan bir farkı yoktur. Ay denizlerindeki kayaların çoğu lav gibi
erimiş materyalin soğuması sonucu oluşmuş, bazalt türü kayalardır. Yüksek
bölgelerdeki kayalar ise yine erimiş materyalden fakat daha farklı fiziksel
koşullar altında ve daha uzun süren bir soğuma sürecinde oluşmuşlardır.
Astronotların getirdiği Ay toprağı örneklerinde çok az toz bulunmakta, gerisi
çakıl taşı büyüklüğünde parçacıklardan oluşmaktaydı. Bunların, gök taşı yüzeye
çarptığında yüksek ısıyla eriyip dışarı fırlatılan materyalin soğuması sonucu
oluştuğu anlaşılmıştır. Tüm kaya ve topraklarda ergime noktası düşük
elementlerin bolluğu Yer’dekilere göre çok azdır. Bununla beraber; kalsiyum,
aliminyum ve titanyum gibi ergime noktası yüksek olan elementler, Yer’e kıyasla
Ay'da daha fazla bulunmaktadır. Yer’de çok az miktarda olan titanyum elementi,
bazı Ay kayalarında %10 miktarındadır. Ayrıca yine Yer’de çok az olan uranyum,
toryum ve nadir elementlerin bolluğu da Ay'da fazladır. Ay kayalarının bir diğer
özelliği de onları meydana getiren minerallerin içinde herhangi bir su izine
rastlanmamasıdır.
Ay yüzeyindeki olguların tarihini
saptamanın bir yolu göz önüne alınan bölgedeki kraterleri saymaktır. Eğer
kraterleri meydana getiren olayların uzun bir süre devam ettiğini ve kuvvetli
bir erozyon olmadığını var sayarsak hangi bölgede daha çok krater varsa o bölge
diğerlerinden daha eski zamanda oluşmuştur, diyebiliriz. Ay denizleri gibi düz
bölgeler dağlık ve kraterli bölgelere oranla daha yakın zamanda meydana
gelmiştir. Çünkü, yüzey volkanik lavlar ile kaplanması sonucu düzleşmiştir.
Astronotların getirdiği Ay toprağının lâboratuarda incelenmesi ile onların
oluşum tarihi saptandı. En yaşlı kaya parçasının 4.4 milyar yıl (My) önce, en
genç kayanın ise 3.1 My önce oluştuğu saptandı. Dağlık ve deniz bölgelerinden
getirilen kayaların yaşları arasında belirgin bir fark bulundu. Dağlık bölgedeki
kayalar 3.9 ile 4.4 My yaşlarında iken deniz bölgesi kayalar 3.1 ile 3.8 My
yaşlarındadır. Dağlık bölgede bulunan kayaların çoğunun 3.95 My önce bir
değişime uğradığı da saptandı. O tarihte bu kayalar eriyerek tekrar oluşmuştu.
Bu ancak büyük bir olay sonucu olabilirdi. Belki de o tarihlerde, “Fırtınalar
Denizi” nin tabanını oluşturan büyük bir kraterin meydana gelmesini sağlayan çok
büyük bir çarpışma meydana gelmişti.
Yapılan gözlemlere dayanarak Ay
tarihi konusunda bugün şöyle bir yargıya varabiliriz. Ay 4.6 My önce oluştu ve
oluştuktan 200 milyon yıl sonraya kadar yüzey erimiş hâlde bulunuyordu. Ay'ın
kendi özgün sıcaklığı ya da gök taşı çarpmaları sonucu meydana çıkan sıcaklık,
yüzeyi o duruma getirmiş olabilir. Daha sonra yüzey tamamen soğudu. 4.2 My
önceden 3.9 My önceye dek gök taşı bombardımanları, bugün gördüğümüz kraterleri
meydana getirdi. Yaklaşık 3.8 My önce Ay'ın iç sıcaklığı yeter derecede artarak
volkanik etkinlikler başladı. Ay yüzeyinde akan lavlar ilk bombardımanlar sonucu
oluştu, geniş krater tabanlarını doldurdu. Bu noktaya kadar Ay ve Yer aynı
gelişim tarihini izledi. Fakat, yaklaşık 3 My önce Ay'daki volkanik etkinlik
bitmiş olmasına karşın Yer küre’de şu anda dahi yanardağlar lav püskürtmektedir.
Ay iç sıcaklığını, atmosferi olmadığından dolayı, çok çabuk tüketmiş ve kalın
bir kabuk oluşmuştur.
Yer-Ay sisteminde, Yer’in
tedirginlik etkisi daha büyük olduğu için bugün, Ay’ın ekseni çevresindeki
dönmesi, Yer çevresindeki dolanma dönemi ile aynıdır. Yer küre’nin ekseni
etrafındaki dönmesinin yavaşladığı bugün gözlenebiliyor. Bu yavaşlama yılda
1.5x10-5 saniyedir. Organizmaların yıllık ve günlük büyüme
şekillerinden yararlanarak, fosiller incelendiğinde bundan 3.8 My önce, bir Yer
yılının 400 gün, ve bir günün de 22 saat olduğu bulunmuştur. Gelecekte hem
Dünya, hem de Ay birbirlerinin etrafında eş zamanlı dolanacaklar; dolanma ve
dönme dönemlerinin 55 gün olacağı hesaplanmaktadır.
İnsanoğlu Ay'a ayak basmadan önce,
onun her tarafı aynı kimyasal bileşimde olan basit bir cisim olduğu sanılıyordu.
Fakat bugün; onun metalden oluşmuş bir çekirdeği, silisyumca zengin bir mantosu
ve yüzeyinde bol miktarda hafif element içeren bir kabuğu olduğunu biliyoruz.
Ay'ın bize bakan yüzeyinde kabuğun kalınlığı 65 km, arka tarafında ise bunun
yaklaşık iki katı kalınlıktadır. Bu asimetri her iki yüzeyin farklı
görünüşlerini açıklamaktadır.
Şekil 3.15: Süper bilgisayarlar
yardımı ile yapılan benzetimle, çarpma kuramı sonucu Ay’ın nasıl oluştuğu
görülmektedir. Sol üstteki ilk resim çarpmadan 18 dakika sonrasını, son resim
ise çarpmadan 23 saat sonrasını göstermektedir. Son resim diğerlerinden farklı
olarak parçacıkların yörünge düzlemi boyunca gösterilmiştir. Bu benzetimde
çarpma sonucu hem manto hem de çekirdekten materyal fırlamaktadır, fakat demir
gibi daha ağır materyeller Yer’e geri dönerken kayalık materyaller ise Ay’ı
oluşturmaktadır.
Apollo astronotları Ay yüzeyinde
dört farklı bölgeye sismograflar yerleştirdiler. Bu âletler yardımıyla her yıl
meydana gelen binlerce zayıf Ay depremleri saptanmaktadır. Ay'daki deprem
dalgaları üç nedenden kaynaklanır. Birincisi gök taşlarının ve uzay araçlarının
yüzeye çarpması, ikincisi iç yapı, sonuncusu ise yaklaşık 300 ile 800 km
arasındaki derinlikten kaynaklanan, büyük olasılıkla Yer tedirginliğinin neden
olduğu depremler. Yer’deki tüm deprem kaynaklarının derinliği, 0 ile 100 km
arasındadır ve bunlardan normal bir tanesinin üreteceği sismik enerji, Ay'daki
tüm depremlerin ortaya çıkaracağı toplam sismik enerjiden daha fazladır. Deprem
bakımından Ay'ın sakin olması artık onda volkanik bir etkinliğin kalmadığını
gösterir.
Ay'ın içyapısı da Yer gibi farklı
katmanlar gösterir. Dış kabuktan sonra gelen manto 1200 km kadar derine uzanır
ve yoğunluğu kabuğa göre biraz daha fazladır. Bunun altında ise çapı 1000 km
olan çekirdek bulunur. Dış kabuk ve mantonun katı olmasına karşın 1000°K'e varan
sıcaklığıyla çekirdeğin yarı erimiş olduğu söylenebilir. Ay çekirdeği bol
miktarda demir ve nikel içermediğinden, Ay'ın ortalama yoğunluğu Yer’e göre daha
azdır.
"Ay, nasıl ve nerede oluştu?"
sorusu bilim tarihi boyunca merak uyandırmıştır. 1898 yılında fizikçi George
Darwin, Ay'ın, Yer küre genç ve ekseni etrafında hızla dönen bir gezegen iken
merkezkaç kuvvetiyle Yer’den koptuğunu ileri sürmüştür. Bu düşünce parçalanma
kuramı olarak bilinir. Darwin'e göre Pasifik Okyanusunun bulunduğu bölge, Ay'ın
koptuğu bölgedir. Son zamanlarda Darwin kuramının bir değişik şekli önerildi.
Buna göre Ay, genç ve hızla dönen Yer küre’nin ekvatorundan çıkan gazlardan
meydana gelmiştir. Bu hızla, dönen bisiklet tekerleğinden fırlayan çamura
benzer. Hızla dönen ve o zamanlar gazdan oluşmuş Yer küre’nin ekvatorundan
fırlayan gazlar Ay'ı oluşturmuştur. Bu modelin bir benzerinde de Ay'ı oluşturan
materyal, büyük bir gök cisminin Yer’e çarpması sonucu Yer‘den fırlatılmıştır
("Çarpma kuramı"). Üçüncü bir kuram ise yıldız ve gezegenlerin gaz bulutlarının
yoğunlaşması sonucu oluştuğu düşüncesine dayanır. "Çift Gezegen Kuramı" olarak
bilinen bu kurama göre Ay ve Yer Güneş bulutsusundaki iki komşu gaz halkasından
çift gezegen olarak beraberce oluştu. Dördüncü ve en son ileri sürülen bir
kurama göre de Ay, Dünya'dan bağımsız güneş sisteminin başka bir yöresinde küçük
bir gezegen olarak meydana geldi ve yörüngesinde hareket ederken, bir gün Yer’in
yakınından geçerken, onun çekim kuvveti ile yakalandı ve uydusu oldu. Bu düşünce
de "Yakalanma kuramı" olarak bilinir.
Ay’ın çok yakından incelenmesi dahi
onun kökeni konusundaki soruları açıklığa kavuşturmadı. Bu konu, bilim
adamlarınca çözülmesi gereken bir giz olarak ortada durmaktadır.