Dünya’nın iç çekirdeği günün uzunluğunu milisaniyelerle değiştiriyor

Dünya’da bir gün sabit 86.400 saniye değildir. On yıllara yayılan dönemlerde saniyenin birkaç binde biri kadar uzayıp kısalır; yeni bir çalışma, bu sapmanın büyük bölümünü ayaklarımızın 5.000 kilometreden fazla altındaki kütleçekimsel bir çekişmeye bağlıyor.

Alberta Üniversitesi’nden jeofizikçiler Huifeng Zhang ve Mathieu Dumberry, Nature’da yayımlanan çalışmalarında, tam küresel olmayan demirden katı iç çekirdeğin, yönelimi değiştikçe mantodaki yoğun bölgeleri çektiğini bildiriyor. Bu çekim, kayalık mantonun ve üzerinde yaşadığımız yer kabuğunun dönüşünü hızlandırıyor ya da yavaşlatıyor; dolayısıyla günün uzunluğunu da değiştiriyor. Çekirdek ile manto arasındaki sınırda etkili olan iki başka kuvvet ise buna karşı koyuyor.

Sonuç, jeofizikçilerin onlarca yıldır üzerinde durduğu bir soruya yanıt veriyor. Çekirdeğin bu zaman ölçeklerinde manto ile dönüş momenti alışverişi yaptığını biliyorlardı, ancak bu aktarımı hangi fiziksel bağın sağladığını bilmiyorlardı. Araştırma ayrıca gezegenin merkezi hakkında şaşırtıcı bir bulgu sunuyor: İç çekirdek, katı ve sert bir kütle halinde durmak yerine çok yavaş da olsa akıyor gibi görünüyor.

Salınan bir demir küre saati nasıl etkileyebilir?

Dünya’nın toplam dönüşü, yani açısal momentumu, neredeyse sabit kalır. Sıvı dış çekirdek hızlandığında, bunu telafi etmek için mantonun yavaşlaması gerekir; bunun tersi de geçerlidir. Mantonun dönüşündeki bu küçücük salınımlar, günün uzunluğunun onlarca yıllık döngüler boyunca dalgalanmasına yol açar.

Açıkta kalan soru, bu bağlantının nasıl kurulduğuydu ve üç aday vardı. Elektromanyetik bağlaşım manyetik alan aracılığıyla işler ve mantonun en alt katmanının elektriği ne kadar iyi ilettiğine bağlıdır. Topografik bağlaşım, çekirdek-manto sınırındaki çıkıntılara uygulanan basınçtan kaynaklanır. Kütleçekimsel bağlaşım ise kütleyle ilgilidir: İç çekirdek kusursuz bir küre değildir ve mantoda düzensiz yoğun kaya kütleleri bulunur.

Sıvı dış çekirdekteki akışlar, iç çekirdeği mantoya göre hafifçe dönecek biçimde ittiğinde, iç çekirdeğin çıkıntıları bu yoğun bölgelerle hizasını kaybeder. Kütleçekimi onları yeniden hizaya doğru çeker ve bu geri çağırıcı çekim, yani kütleçekimsel tork, dönüş momentini mantoya aktarır. Çalışmaya göre iç çekirdek, mantoya göre 60 ila 70 yıllık bir döngü içinde yaklaşık 2,35 derece ileri geri salınıyor.

İki araştırmacı, Springer Nature’ın araştırma topluluğu için hazırladıkları çalışma özetinde, “Kütleçekimsel tork, Dünya’nın dönüşünde gözlenen değişimleri açıklamak için gereken yönde etki ederken, elektromanyetik ve topografik torklar genel olarak buna karşı çıkıyor” diye yazdı.

Bunu nasıl yaptılar?

Hiçbir cihaz çekirdeğe ulaşamadığı için ekip üç dolaylı kaydı bir araya getirdi. İlki, atom saatleri ve astronomik gözlemlerle izlenen günün uzunluğuydu. İkincisi, Dünya’nın manyetik alanına ilişkin uydu ölçümlerinden yeniden oluşturulan sıvı dış çekirdek akış modelleriydi. Üçüncüsü ise derin Dünya’nın yapısına dair sismik kanıtlardı.

Araştırmacılar bu verileri, bilinmeyen nicelikler için çok sayıda olası değeri deneyen ve gözlemlere uyan kombinasyonları koruyan Markov zinciri Monte Carlo adı verilen istatistiksel bir tekniğe aktardı. Bilinmeyenler arasında üç bağlaşımın her birinin gücü de vardı. Model, kütleçekimsel torkun işin büyük kısmını yaptığı ve diğer ikisinin fren görevi gördüğü durumda yaklaşık altmış yıllık gün uzunluğu verisini en iyi biçimde yeniden üretti.

Üç mekanizmayı birlikte sınamak önemli, çünkü bunlar aynı anda işliyor ve birbirlerini kısmen dengeliyor. Yalnızca tek bir bağlaşıma bakan bir model, gerçek Dünya’da başka bir mekanizma tarafından dengelenen bir etkiyi ona atfedebilir.

Zhang, “Bu farklı bilgi parçaları, doğrudan gözlemlenmesi son derece zor olan Dünya’nın derin iç kesimlerine ilişkin daha tutarlı bir tablo sunmak üzere bir araya gelebilir” dedi.

Birkaç milisaniye, neye kıyasla?

Bu etki, günün kendisiyle karşılaştırıldığında son derece küçüktür. 86.400 saniye içindeki birkaç milisaniye, yüz milyonda birkaç birimlik bir değişime karşılık gelir; bu süre göz kırpmaktan çok daha kısadır. Hiç kimse bunu hissetmez, ancak atom saatleri ve uydu navigasyonu için Dünya’nın yönelimini izleyen sistemler bunu algılar.

Günü başka kuvvetler de değiştirir. Rüzgârlar ve okyanus akıntıları bunu günler ve mevsimler boyunca kaydırırken, Ay’ın gelgitleri Dünya’nın dönüşünü milyonlarca yıl içinde yavaşlatır. On yıllık ölçeklerdeki salınımlar ise bu ikisinin arasında yer alıyordu; çekirdeğin kaynak olduğundan uzun süredir şüpheleniliyor, ancak mekanizma açıklığa kavuşmuyordu.

Çalışma, gezegenin merkezinin ne kadar yumuşak olduğuna da sayısal bir değer veriyor. Verilere en iyi uyan modeller, iç çekirdeğin şeklini yaklaşık on yıl içinde gevşettiğini; olası aralığın ise 2 ila 31 yıl olduğunu gösteriyor. Ezici basınç altında hâlâ katı demir olsa da yıllar boyunca son derece sert bir macun gibi şekil değiştiriyor. Araştırmacılar, bu viskozitenin demir alaşımlarıyla yapılan yakın tarihli laboratuvar deneyleriyle uyumlu olduğunu bildiriyor.

Kütleçekimsel çekimin gücü, manto hakkında da bir şeyler söylüyor. Bu sonuç, Afrika ve Pasifik’in altındaki, sismik dalgaların alışılmadık derecede yavaş ilerlediği kıta büyüklüğündeki iki kaya yığınının sıcak olmasının yanı sıra çevrelerindeki kayalardan kimyasal açıdan daha yoğun olduğu görüşünü destekliyor.

Hangi soruları açıkta bırakıyor?

Yeniden yapılandırma, eksik kayıtlara dayanıyor. Derin Dünya’nın sismik kapsamı düzensizdir ve manyetik verilerden türetilen çekirdek akış modelleri dış çekirdekte yalnızca en büyük yapıları görebilir. İç çekirdeğin çıkarılan şekli ve manto yığınlarının yoğunluğu doğrudan ölçümden değil, modelin veriye uyumundan elde ediliyor; iç çekirdeğin yumuşaklığı için verilen 2 ila 31 yıllık aralık ise geniş.

Model ayrıca sinyalin bir bölümünü açıklamasız bırakıyor. 10 ila 30 yıllık zaman ölçeklerindeki daha hızlı değişimlerin muhtemelen ek süreçleri içerdiği düşünülüyor; günün uzunluğundaki ayrı bir altı yıllık salınım ise Zhang’in şimdi araştırdığı açık bir sorun olmayı sürdürüyor.

Bir de iç çekirdeğin kendi dönüşü var; bu, sismolojinin en çok tartışılan konularından biri. Pekin Üniversitesi ekibinin 2023’te ve Güney Kaliforniya Üniversitesi ekibinin 2024’te yaptığı çalışmalar, iç çekirdeğin mantoya göre hareketinin 2009 ile 2010 civarında durakladığı ve tersine dönmeye başladığı sonucuna vardı. 2010 civarında yön değişimi içeren yeni model bu tabloyla uyumlu, ancak başka sismologlar aynı sismik sinyalleri iç çekirdeğin dönüşünün değil, yüzeyindeki değişimlerin açıkladığını savundu. Yazarlar ayrıca iç çekirdeğin dönüşündeki gelecekteki kaymaların öngörülüp öngörülemeyeceğinin de çözümsüz kaldığını belirtiyor.

Dünya’da günün uzunluğuna ilişkin yaygın sorular

Neden bir gün tam olarak 24 saat değildir?

24 saatlik gün bir uzlaşıdır ve Dünya’nın gerçek dönüşü değişkenlik gösterir. Rüzgârlar ve okyanus akıntıları bunu günler ve mevsimler boyunca değiştirir, Ay’ın gelgitleri milyonlarca yıl içinde uzatır, çekirdek ile manto arasındaki dönüş momenti alışverişi ise on yıllar içinde birkaç milisaniyelik değişime yol açar.

Dünya’nın iç çekirdeği dönüşünü tersine mi çeviriyor?

Hayır. Sismik çalışmalar, iç çekirdeğin mantodan biraz daha hızlı ya da daha yavaş döndüğünü; dolayısıyla yüzeye göre bir yöne kayıp ardından geri döndüğünü gösteriyor. Yeni çalışma bunu, 60 ila 70 yıllık bir döngü boyunca yaklaşık 2,35 derecelik bir salınım ve 2010 civarında bir yön değişimi olarak modelliyor.

İç çekirdek günleri fark edilir biçimde uzatacak ya da kısaltacak mı?

Hayır. Değişimler on yıllar boyunca yalnızca birkaç milisaniyeye ulaşıyor; bu, bir insanın fark edebileceği herhangi bir düzeyin çok altında. Ancak Dünya’nın dönüşünün milisaniyenin kesirleri düzeyinde izlendiği hassas zaman ölçümü, uydu navigasyonu ve jeofizik için önem taşıyorlar.

Bilim insanları Dünya’nın çekirdeğinin içinde ne olduğunu nasıl biliyor?

Hiçbir sondaj aracı oraya ulaşamaz. Araştırmacılar, çekirdeğin içinden geçen depremlerin sismik dalgalarını, sıvı dış çekirdekte üretilen manyetik alanın uydu ölçümlerini ve Dünya’nın dönüşüne ilişkin hassas kayıtları birleştirir. Bu çalışma üçünü de kullandı.

Nature, çalışmayı 23 Eylül 2026’da yayımladı. Ekibin bulgularına göre, 1970’lerin başı ile 2021 arasında çekirdek süreçleri günün uzunluğunu birkaç milisaniye değiştirdi. Sıradaki sınama altı yıllık döngü: Henüz hakem değerlendirmesinden geçmemiş Haziran 2026 tarihli bir ön baskıda ayrı bir grup, uydu yerçekimi verilerinde altı yıllık buna karşılık gelen bir sinyal bildirdi ve bunu iç çekirdek ile manto arasındaki aynı bağlaşıma bağladı. Her iki kayıt da aynı salınımı gösterirse, gezegenin merkezindeki metal kürenin çekimi yalnızca saatten değil, yörüngeden de okunabilir hâle gelecek.

Referans: Zhang ve Dumberry, “Gravitational torque drives multidecadal variations in length of day,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10999-2

Etiketler: Dünya'nın dönüşü, earth science, geophysics, gün uzunluğu, iç çekirdek, Mathieu Dumberry