Duman neden gökyüzünü turuncuya çevirir?

0
207

Geçen haftalarda ABD’nin kuzeydoğusunu etkisi altına alan orman yangını dumanının astrofizikle ve evrendeki yerimize ilişkin tarihi arayışla şaşırtıcı bağlantıları var.

Eğer şu anda alevler içinde olan milyonlarca dönümlük Kanada ormanlarının dumanından etkilenen on milyonlarca insandan biriyseniz, güneşin asık suratlı kırmızımsı bir küre olarak tehditkâr bir şekilde size baktığı bulanık kahverengi bir gökyüzünün altında yaşamanın nasıl bir şey olduğunu bilirsiniz.

Bu hikayeden çıkarılacak çok az iyi haber var. Bir ormanı yakmak sadece gezegeni ısıtan karbondioksiti atmosfere yaymakla kalmaz; aynı zamanda havadaki CO2’nin bir kısmını temizleyecek olan ekosistemleri de tahrip eder. Tabii bir de aşırı dumanın tehlikeli derecede sağlıksız bir hava kalitesi yaratması gibi daha acil bir sorun var. Ve iklimbilimcilerin öngördüğü gibi, insan kaynaklı iklim değişikliği daha büyük yangınlara zemin hazırlayan daha kuru koşullar yaratıyor.

Yine de burada ilginç bir bilim var ve sadece astronomi ile değil, evrendeki konumumuzla ilgili görüşümüzle de garip bir bağlantı var.

Açıklama biraz dağınık ama yine de ilgi çekici.

Kanada Dünya’nın en büyük ormanlarından birine ev sahipliği yapıyor; ülke topraklarının üçte birinden fazlası ağaçlarla kaplı. Ağaçların odun ve kabukları karbon, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşan büyük bir biyomolekül olan selülozu bol miktarda içerir. Odunun yakılması bu molekülleri parçalara ayırır ve onları oluşturan elementleri havaya bırakır (artı çok fazla ısı). Bu elementler serbest kaldıktan sonra atmosferik oksijenle bağ kurar ve farklı moleküller oluşturmak üzere yeniden birleşir. Eğer süreç verimli ise, sonuçta ortaya çıkan moleküller sadece CO2 ve su olacaktır.

Ancak bir orman yangını yüksek verimli bir odun sobası değildir, yani daha geniş çeşitlilikte moleküler yan ürünler oluşturur. Bazıları saf karbondur ve siyah karbon veya kurum adı verilen küçük parçacıklar oluşturmak üzere bir araya toplanır. Bu, odun yandığında oluşan sıcaklıklar gibi yüksek sıcaklıklarda meydana gelir. İçten içe yanan ot yangınları gibi daha düşük sıcaklıklarda ise süreç kahverengi karbon adı verilen karmaşık moleküller oluşturur. Orman yangınları aynı zamanda yanan odunun nemini serbest bırakarak şaşırtıcı derecede büyük miktarlarda su buharı (buna sadece “buhar” diyelim) açığa çıkarabilir.

Kurum siyah görünür çünkü spektrumun görünür kısmındaki ışığı, yani bizim gördüğümüz ışık türünü emer. Duman yeterince yoğunsa, ona çarpan tüm görünür ışık emilir, bu nedenle çok karanlık görünür. Öte yandan buhar mükemmel bir ışık yansıtıcısıdır, bu nedenle dumanlar beyaz görünür.

İşlerin ilginçleştiği nokta ise dumanın çok yoğun olmadığı durumlardır. Bir miktar ışık dumandaki daha fazla parçacıkla etkileşime girecek şekilde içeri girer. Işık bir dalga gibi davranır ve parçacıklara çarptığında onların etrafında kırılır ya da bükülür. Ayrıntılar hem parçacıkların boyutuna hem de ışığın dalga boyuna bağlıdır, ancak genel olarak duman mavi ışığı kırmızı ışıktan çok daha fazla bükecektir. Bu da mavi ışığı dağıtarak rastgele yönlere gönderir.

Işık ve madde arasındaki bu temel reaksiyon sadece duman bulutlarında değil, atmosferimizin her yerinde meydana gelir. Aslında gökyüzünün mavi olmasının nedeni de budur! Güneş ışığı havadaki küçük nitrojen ve oksijen moleküllerine çarpar ve ışığın mavi bileşeni dağılır. Bu moleküller başımızın üzerinde her yerdedir ve birçoğu bu mavi ışığı yerdeki bize doğru saçacaktır. Sonuç olarak gökyüzünün her yerinden mavi ışık geldiğini görürüz.

Gün batımlarının bu kadar kızıl olmasının nedeni de budur. Ufka doğru baktığınızda daha kalın bir hava sütunu görürsünüz, bu da sadece mavi değil yeşil ve hatta sarı ışığın da daha fazla dağılmasına neden olur. Aradan geçenler turuncu ve kırmızıdır, bu da bazen güneşin dramatik bir şekilde vermillion görünmesine neden olabilir.

Benzer bir etki dumanla da gerçekleşir. Güneşi saklayan dar bir duman, tüm ışık emildiği için merkezinde karanlık görünecektir. Duman incelir, bulutun dış sınırlarına yaklaşır ve bu dalga boyları nispeten zarar görmeden geçtiği için onu kırmızı ve turuncu renklere boyar. Bu arada, kenarlarda bir miktar mavi ışık doğrudan size doğru saçılarak dumanın dış hatlarının mavimsi görünmesine neden olabilir.

Ancak ufuktan ufuğa uzanan kalın bir duman tabakası tüm mavi ışığı emerek tüm gökyüzünü turuncu, kırmızı ve hatta kahverenginin rahatsız edici bir tonuna büründürebilir. Geçen haftalarda New York’ta olan buydu ve gökyüzüne hastalıklı, kirli bir görünüm verdi.

Dumanın astronomi üzerindeki etkisi açıktır; yukarıdaki gökyüzü büyük ölçüde opak olduğunda soluk cisimleri gözlemlemek zordur. Ancak daha ince etkileri de vardır.

 Tüm bu yaşananlarda bulunabilecek bir umut ışığı varsa, o da dumanlı havanın bilimin öngörü gücünün bir başka hatırlatıcısı olabileceğidir. İklimbilimciler onlarca yıldır hızla ısınan bir dünyada orman yangınlarının ve onların bölgeyi saran duman bulutlarının daha sık ve yıkıcı olacağını söylüyorlardı. Duman dağılacaktır, ancak mesaj kalıcı olmalıdır: saygın bilim insanları bir şey hakkında uyarıda bulunduğunda, muhtemelen onlara kulak vermeliyiz.

Kaynak: Scientific American

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here