Hayatın Gizemli Maddesi Su

12 Temmuz 2007

HAYATIN GİZEMLİ MADDESİ SU

Su,en büyük bilimsel muammalardan biri;insanoğlunun üzerinde en çok araştırma yaptığı,ancak,bir türlü anlayamadığı sıvı…

Gezegenimiz 4,6 milyar yıl önce oluştu.4,6-3,8 milyar yıl önce suyun varlığına ilişkin açık bir kanıt bulunmamasına rağmen,o dönemlerde gezegenin yüzeyinde buharın bulunduğu biliniyor.Bazı bilim adamları,buharın,volkanik patlamalardan yayılan gazların sonucu olduğunu ve atmosferi oluşturduğuna inanıyor.Diğerleri ise,suyun ,dünyaya çarpan kuyruklu yıldız yada asteroitler tarafından taşınan yabancı madde olduğunu beliritiyorlar,Bir başka olasılığa göre ise,gezegenimiz olustuğunda,zaten su vardı.

Milyonlarca yıl boyunca,yeni gezegenin sıcaklığı yavaş yavaş düştü.Sonuçta da atmosferdeki denizlerin ve okyanusların oluşmasını sağladı.

Darwin’den Avustralyalı paleobiyolog Birger Rasmussen’e kadar pek çok bilim adamı,ilk canlının kökenini suya dayandırıyor.Hayatın,besin değeri yüksek suların içinde evrildiğine inanıyorlar.

Su,sadece hayat veren bir sıvı değil,Aynı zamanda çok ilginç bir madde.Her ne kadar Anders Celcius suyun kaynama ve donma noktalarını referans alarak sıcaklık ölçerini tanımlamış olsada,su,içerdiği oksijene ve atmosfer basıncına bağlı olarak 100 santigrat derecede bile donabiliyor yada donma noktasının 68 derece altında bile sıvı barındırabiliyor.Örneğin,çok yüksekteki sirüs bulutlarının içinde,-40 dercede,küçük su zerreçikleri bulunuyor.

Su,bir çözücü olarak her koşula uyum sağlıyo rve pek çok bileşiği çözülebiliyor.Çünkü su molekülleri çok küçük,dolayısıyla yabancı atomları kolayca sarabiliyor.Yanı sıra,hem artı(+) hemde eksi(-)elektirik yüke sahip olması,bu işlemi kolaylaştırıyor.Gezegende hayat,bu ilke üzerine kurulu.Havadaki tüm gazlar,kısmen suda çözülebiliyor;böylece,suda yaşayan canlılar oksijen ihtiyacını karsılıyorlar.

Diğer önemli özelliklerinden biride kararlılığı…2000 santigrat dereceye kadar ısıtılsa bile,moleküllerinin çok az bir bölümü hidrojen ve oksijen atomlarına ayrışıyor.Diğer bileşiklerin buna dayabnması mümkün değil.

Suyun kaynama noktası hava basıncına dayalı denizden yükseklik artıkça,bu nedenle,örneğin Tibet’te çok sevdikeri çayı fokurdarken içebiliyorlar.Sırf bu alışkanliktan ötürü,pek çok Tibet’linin,Hindistan’ın deniz seviyesindeki yerlerinde cay içerken yaralandıkları goruluyor.Peki su kimyasal kaynağinı nereden alıyor??

Bilim,suyun nasıl işlediğini çozebilmek için yoğun bir enerji harcıyor.Bunu yanıtını bulabilmek için,önce suyun neden sıvı halde soldupunu bulmak gerekiyor.Su molekulu,hidrojen(h2)ve oksijen(o2)gazlarının olusturduğu kimyasal bir bağ(H2O).Ama neden gaz+gaz=sıvı??.Molekulu bir salyangozun kafası kadar düşünün.Baş kısmında eksi(-)yüklü bir oksijen atamu,her iki anteninde ise artı(+) yuklu birer hidrojen atomu bulunuyor.Eksi ve atrı yükle,elektiriksel olarak birbirlerini cekiyorlar.Öyleki,hidrojenler köpru kurarak birbirlerine bağlanıp su molekullerini oluşturuyorlar.Hidrojen köprulerınden olustuğu için suyun gercekte katı olması gerekirdi.Ancak,bağlar iner kalkar köprüler gibi açılıp kapandığından,yerlerini değiştirebiliyor ve oluşturdukalrı ağın içinde oradan oraya uçabiliyorlar.O nedenle su ,tam bir ağ oluşturduğu halde sıvı bir yapıya sahip.Bunda,sıcaklığında önemli payı var;sıcaklık artıkça,suyun parçacıklarının hareketide hızlanıyor.Boylece su,çok yüksek sıcaklıklarda gaza dönüşüyo.Su molekulleri,çekim kuvvetinden kurtulabilecek yeterlikte hareket hızına ulaşıyor ve tenis topları gibi tek başlarına ortamda uçuşmaya başlıyorlar.Su,buza donüştüğü zaman ,moleküllerin hareketi “DONUYOR”ve katı bir ağ oluşturuyor.Ancak sıvı durumdayken,mikroskopik filmle görüntülenen hızlı çekim bi kokteyl-parti gibi,moleküller hemencecik guruplar olusturuyor,ardından farklı bir grup oluşturmak için yeniden çözünüyor.

BİLMECELERLE DOLU BİR SIVI…

Teknolojik gelişmeler suyun yapısına ve işleyişine sürekli yeni bakış açıları getiriyor.işte son yıllarda su konusunda yapılan araştırmalar,işte sonuçları,uygulanabileceği alanlar…

Havuza atladığımız zaman,önce üst yüzeydeki sıcak su katmanına dalıyoruz.derinlere indikçe suda soğuyor.Peki öyleyse,kışın neden gollerin altı değilde üstü donuyor??Bu sorunun yanıtı,sıcaklık düştükçe sutyun yoğunluğunun değişmesinde gizli.Su,4santigrat derecenin altına düştüğü zaman, yani 0-4 dereceleri arasında yoğunluğuda azalıyor.Bunun sonucunda hafifliyor ve katmanlar yer değiştirinceye kadar yayılıyor.Hafiflediği için soğuk su üst yüzeye çıkıyor,ılık su aşağıda kalıyor.Soğuk suyun “hafif” olması,dev buz dağlarının da batmayıp suyun yüzünde kalmalarının nedeni.Bu mantıklı geliyor;ama,kuramsal hesaplamalara göre suyun bambaşka bir yoğunluğa sahip olması,dolayısıyla farklı davranması gerekiyor.Ancak,diğer sıvıların aksine,iyice soğuyunca genleşiyor ve donma ile kaynama noktasıda teorik olarak elde edilemn değerlerden uzakta.Bilim adamları,suyun bu anormalliklerinn,moleküllerinin sürekli değişen bir ağ oluşturmasından kaynaklandığını düşünüyorlar

New jersey’deki princeton üniversitesindeki görevli jeffrey errington ve pablo debenetti.simülasyonlar yardımıyla bu sııra ışık tutuyorlar:Suyun alışılmadık davranışı ile molekül yapısı ve hareketleri arasında nasıl bir ilgi var??Bilgisayar ekranında,250 molekülün bir nanosaniye(saniyenin milyarda biri)içindeki yaptıkları hareketleri incelediler ve belirgin yapılar sapladılar.Moleküler buzun içinde düzenli kristal yapılara donusunceye kadar gecen sureşte,suyun nasıl organize olduğunu nihayet gozlemlediler.Aynı zamanda,basınçın moleküller üstündeki etkisini de inceleme şansı buldular.Belirli sıcaklıklarda,moleküler düzenleme,artan basınçla birlikte azalıyor.Ancak,bu ıslak elementi diğer sıvılardan ayıran başka bir özellik de artan basınçla birlikte daha düzenli bir yapıya kavuşmasıydı.Bu olgu,suyun gösterdiği anormaliklerin birçoğundan sorumlu.İki Amerikalı araştırmacı,bu bilgileri çevreyi koruma alanına da aktarmayı hedefliyorlar.Nasıl mı??Zararlı maddelerin suyun içindeki çözünme hızını saptıyarak.

Ama daha büyük bir adım tıp alanında atıldı.Bir grup araştırmacı,suyun hafızası olduğunu söyleyerek home opatiyi(hasta bir kişiye,sağlıklı bir insanda aynı hastalık belirtilerinin yol açabilecek maddelerin en küçük dozda uygulanması temeline;yani benzeri benzerle tedavi etme esasına dayana bir yöntem)destekledi.Su molekülü bir etki maddesini etrafına diziliyorlar,madde ortamdan uzaklaştırıldığında,”kopyası”,molekülü ağında asılı kalıyor.Böylece etki maddesini içermeyen su,etki maddesi gib işliyor.bu yolla farklı tedavi edici sular hazırlanabiliyor.Başka bir araştırmacıgrup bunun saçmalık olarak nitelendirip protesto etti.Ancak bu itirazlar daha sonrada yumuşamaya başladı.Çünkü”su bilgi depoluya bilir mi ?” sorusuna yeni yanıtlar bulundu.

Biyolog Dr. Jacques Benveniste, suyun hafızası olduğunu iddia ettiği için eleştirilmiş ve sahteârlıkla suçlanmıştır.Homeopatide kesin kabul edilen birçok şey,bilim adamları tarafından reddediliyordu.Ancak yeni araştırma sonuçları;suyun,başka maddelerin etkisinni gerçekten alıp,sonra yeniden naklettiğini gösteriyor.

Belfast’taki Queen’s Üniversitesi’nde görevli profesör Madeleine Ennis ve ekibi,etki maddelerinin,kimyasal olarak hiçbir etkisi kalmayıncaya kadar suyla incelttiler.Biyolojik açıdan saf su olarak nitelendirilen bu çözeltiler,yine de maddeyle aynı etkiyi gösteriyordu.Biyokimya uzmanı,olasılık dahilindeki bütün hata kaynaklarından sakınmaya çalıştıklarını belirtiyor.Brüksel’deki Louvin Üniversitesi’nde görevli profesör Robefround yönetimindeki Fransa,İtalya ve Belçika’da birbirinde bağimsız dört labaratuarda konuyla ilgili araştırma yürütüldü.Bu çalışmada görev alan araştırmacılar,hangi örneklerin etki maddesini,hangi maddelerin”hayalet suyu”içerdiğini bilmiyorlardı.Çünkü örnekler,deneyle hiçi ilgisi olmayan başka üç labaratuar tarafından hazırlanmıştı.Dört deney labaratuarı da aynı sonuca ulaştı:”Hayalet su”işliyordu.Bu,kimya,biyoloji ve farmakoloji alanındaki uygulamaları temelden değistiricek bir bulguydu.Sahtekârlıkla suçlanan Dr.Jacques Benveniste,ileri sürdüğü konularda haklı çıktıktan sonra,bulgularına yeni bir halka daha ekledi:”Keşfedilen şey,moleküler sinyallerin var olduğu gerçeğidir.”"Su,bilgilerin almakla kalmıyor,bir yükseltici aracılığıyla elektromanyetik sinyaller olarak aktarabiliyordu da.”Su,istediğiniz gibib kullanabiliceğiniz boş bir teyp kaseti gibidir”,diyor Benveniste.Ama daha da önemlisi,elektromanyetik sinyallerin sadece kendisi bile etkileri yayabiliyor.Bir teoriye göre,şu anlatılanalr mümkün:Bir asprin tableti suyun içinde çözülür.Su molekülleri ilaçtaki bilgiyi elektromanyetik dalgalar aracılığıyla alır.Daha sonra,sinyaller bir yükselticide yoğunlaştırılır.Kişiye bu sinyaller verildiğinde asprin etkisi gosterir,yani bir tür manyetik ilaç.Bu sinyaller internet ve telefon aracılığıyla gönderip hasta uzaktan tedavi edilebilir.

Suyun bir başka bilinmeyenini çözebilmek için,bir başka araştırmacı grubu daçok sayıda deney yapmak zorunda kalmıştı:Musluktan akan su damlalarının ritmini ne belirliyor??

Eski Çin’deki su işkencesinde damlalar,kurbanlarını önce çıldırtıyor

sonra da ölüme götürüyordu.Bilinçsiz bir şekilde ritmini yakalamya çalıştığı için,damlayan su kişide sinir bozukluluğu yaratıyor.

Bilim adamları yaklaşık 200 yıldır su damlalarının gizemini çözebilmek içi çalışmalar yaptılar.Indiana!da bulunan Purdue Üniversitesi’ne bağlı “Fluid Dynamicc Research Group”üyesi Profesör Osman Başaran,birbirini izleyen yüz tane damlaların nasıl davranacağını önceden tahmin edebildiklerini belirtiyor.Ancak,bu yöndeki davranışının anlaşılabileceği için,suyun borularda olduğu gibi sınırlı bir alanda akması gerekiyor.Ama,çeşmeden damlarken borudan çıkıp sınırsız bir alana düştükleri için,bilim adamları bir sonuca ulaşmakta zorlanıyorlardı.Prof.Basaran çalışmalrını,Şikago Üniversitesinden Jen Egger’in gözlemleriyle birlerştirmiş:Su damlası musluğun ağızında asılı durduğunda,ince bir su sicimi ile bir sonraki damlaya bağlıdır.Damla düşüyor,su sicimi hızla geri çekiliyor ve musluğun içinde kayboluyor.Egger bu olayı gözlerken,damlaları,lastik bant ucunda asılı bir ağiırlığa benzetiyor.Yoğunlaşan damlalar gibi,ağırlık arttıkça lastik bant esne

yecek,bir noktada kopacak ve geriye fırlayacaktır.Bu süreç matematiksel olarak hesaplana biliyor.Egger,lastik bantın davranışını bir denkleme dönüştürüp bunu su damlasına uyarladı.

Başaran,Egger’in modelini kullandı ve daha da geliştirdi.Akış davranışını,damlanın kendi içinde araştırmak için damlaları,cerrahi masadaymış çok sayıda parçaya ayırdı.Bilgisayar aracılığıyla,damlama olayını sanal olarak canlandırdı;çalışma başarılı olmus,sanal damlalar gerçek su damlalarıyla aynı düzensiz ritmi tutturmuşlardı.Damla,su siciminden çözülüp düştükten sonra,sicim sadece geriye fırlamakla kalmıyor,aynı zamanda uydu(bağımlı)damlacık adı verilen minicik bir damlada oluşturuyordu.En küçük su parçaçıklar,bu damlacık içinde sürekli yukarıya doğru hareket ediyor ve en sonunda,bu uydu damlacıklar,havayla dolu bir balon gibi üst yüzeyden dışarıya fırlıyor.Ink-jet(mürekkep püstürkmeli)yazıcıların kağıt üzerinde bıraktığı mürekkerp lekelerinin nedenide bu uydu damlacıklar.Yeni bulgualrın ışığında,laser yazıcılar kadar hassas ve temiz çalışan Ink-jet yazıcılar üretildi.Bunların tıpta’da teknik devrime yol açacağının belirtiyor Prof.Başaran.Örneğin,gen profilinin hızlı bir şekilde belirlenmesini sağlayan “biyoçip”lerin geliştirilmesinde.Çipler bu işlevini yerine getirebilmesi içini,üzerlerine miniçik enzim damlacıkları serpiştiriliyor.Basaran’ın çalışmaları sayesinde bu damlacıkların büyüklüğü,davranışı ve yeri,isteğe göre belirlenebilecek.

Araştırmacı,başka bir olgu daha keşfetti:Nasıl ki,davranışlarımız gecmişte yaşanan olayların etkisi ile şekilleniyor,suda kendi geçmişini unutmuyor ve damlama şeklini ona gore ayarlıyordu.Az miktarda su,düzenli bir ritimle damlıyordu:”tıp,tıp”.Suyun miktarını arttırınca iki damla arka arkaya lavaboya damladı,sonra bir ara verip ardından diğer damlalar geldi:”tıp-tıp,tıp-tıp”.Başaran suyu azaltarak,yeniden eski miktarını ayarladı.Ama ritim değişmemişti:”tıp-tıp,tıp-tıp”.Asıl etken,yani suyun miktarı eski haline getirilmesine rağmen ritmde değişme olmamıştı.Uzmanlar bu olaya “Hysterese”adını veriyorlar,ancak şimdiye kadar hiçbir bilim adamı psikoloji alanında kullanılan bu kelimeyi damlayan muslukla ilişkilendirmeyin düşünememisti.

SU KAYNAKLARI TÜKENİYOR…

Türkiye’de sıkıntı yaşanmasa da dünya nüfusunun yarısından fazlası içme suyu bulmakta büüyk zorluk yaşıyor.İnsanın,hayatta kalmak için günde 1 litre suya ihtiyacı var.Su,vucut sıcaklığının dengelenmesini sağlıyor;yokluğunda ise,ani ölümler yaşayabiliyor.İnsan vucudu susuzluğa en fazla 6 gün dayanabiliyor,daha sıcak bölgelerde bu süre azalıyor.

Aberdeen Üniversitesi Biyomedikal Bilimler Bölümü öğretim görevlilerinden Dr. Susan Shirreffs;”terleme,solunum ya da böbrekler yoluyla vücud her zaman su kaybeder.Dolayısıyla,havanın sıcak olması ya da olmaması önemli değildir.İnsan açlığa haftalarca dayanabilir,ancak su olmazsa çok kısa zamanda ölür”diyor.

Suyun varlığı,tüm eski uygarlıkların hayatta kalma unsuruydu.İnsan lar o dönemde sel sularını kullanırlar,nehir ya da kaynakları yönlendirerek ekinleri sulardı.Bu çabaları,çağdaş mühendislik projelerinin başlangıcını teşkil ediyor.Örneğin terihteki ilk baraj,m.ö.3.000′lerde bugüngü Kahire yakınlarındaki Saddel kafara’da inşa edildi.Bu barajın yapımında 100.000 ton kaya ve toprak kullanıldı.

Kurumsal olarak bugünkü teknolojiyle,gezegenimiz üstündeki herkesin su ihtiyacı karşılanabilir.St.Petersburg’daki Devlet Hidroloji Enstitüsü’nden Igor Şiklomanov,dünya yüzünde,sıvı ve donmuş halde 1,4milyar kilometreküp su bulunduğu söylüyor.Ancak,bunun sadece yüzde 2,5′lik oranı tatlı su;dahası %2,5′in sadece 34.000 kilometreküp insan kullanımına uygun.Eşit olarak bölünürse,dünya üzerindeki her bireye,yıllık 8.000 metreküp

su düşüyor ki,bu fazlayısıyla yeterli bir miktar.

Suya talep her geçen gun artmasına rağmen,dünya üzerindeki H2O oaranı milyonlarca yıldır değişmiyor.Genel inanışın aksine,su buharının uzaya kaçtığı ilişkin bir kanıt yok.Mevcut su kaynakları basit bir döngü içinde…Okyanusların gökyüzüne doğru buharlaşıyor,sonra dünyaya yağmur.kar ya da dolu şeklinde geri dönüyor.Ancak,yağmur her yere eşit miktarda düşmüyor.Gelişmiş ülkelerde insanlar içmek için yeterli su bulamazken,dünyanın başka noktalarında su boşa gidiyor.

İnsanolğu,az bulunan su kaynaklarını gün geçtikçe hor kullanıyor.ABD’deki içme suyunda 700 sentetik kimyasal saptanmış ve bunun 129′u,yüksek toksit madde kabul ediliyor.kanada,St Lawrence Nehri’ndeki Beluga balinalarının yağında toksit atık çöplüğüyle eşdeğer düzeyde endüstriyel PCB bulundu.

Su stokunun azalmsı karşısında talebin artması,uzmanların yeni su kaynaklarının bulunmasına yöneltiyor.Kabaca,yağmur suyunun yüzde 10-20′lik kısmı yeraltına sızıyor ve gözenekli kayalar içinde binlerce yıl barınıyor.Bu konuda bilimsel olmayan yöntemler de kullanılabilir.Örneğin Birinci Dünya Savaşı sırasında Avustralya 3.Hafif Süvari Birliği komutanı Sapper Stephen Kelly,Gelibolu’da su kuyuları açarak ordusunun ihityacını karşılamayı başarmıştı.

Su kaynakalarının giderek azalması karşısında,büyük şirketler dikkatlerini,dünya temiz su rezervesinin dörtte birlik bölümüne elinde bulunduran Kanada’ya çevirdiler.Pek çok ABD kökenli şirket,Kanada’nın nehirlerinden ve büyük göllerinden elde edilecek milyarlarca litre suyu,ABD,Meksika,Japonya ve Ortadoğu ülkerlerine satmak için girişiminde bulunuyorlar.

Libya hükümeti,halkının su ihtiyacını karşılamak için çok ilginç bir proje tasarladı.Mühendisleri ,Libya Çölü’nün alt kısmında,fosil su kaynakları keşfedilinceidünyanın en büüyk insan yapımı nehrini oluşturdular.Yeraltıboru hatları yardımıyla kentlerine su taşıdılar.Ancak,mevcut kaynağın 40-50 yıllık tüketimi karşılayabileceği belirtiliyor.

Kadaffi, su ile ilgili proje yürüten tek kişi değil .Türkiye,Ceyhan ve Seyhan nehirlerinin sularını”Ceyhan boru hattı”projesi ile Suriye,İsrail,Lübnan ve Ürdün’e vermeyi planlıyor.Ancak,uzun yıllar süre gelen su tartışmaları,henüz projenin hayata geçirmesini engelliyor.ABD’de,Güney Dakota-Teksas arasaına kurulan Ogallala Hattı,6 milyar ton rezervini kullanıyor.Ancak,bu da tükenmek üzere…

Dünya üzereinde en çok su ABD’de kullanılıyor.Ortalama bir Amerikalı,heryıl 220 metreküp su tüketiyor ve bunun yarısı tuvalet temizliği için harcanıyor.2000 ton su insan atıklarını temizlemekte kullanılıyor.

Uluslararası örgütlerin verdiği raporlara göre,Afrika ve Asya’nın bazı bölgelerinde suyu çıkarmak 1 saati buluyor. Yanı sıra,susuzluğun salgın hastalıklarına ve çocuk ölümüne yol açtığı belirtiliyor.Bu bölgelerde bir kişinin gün boyunca kullandığı ortalama su miktarı 10 litre…Örneğin,İngiltere’de gün içinde bir kişi ortalama 135 litre su tuketiyor ve bunun sadece 9 litresi tuvalet remizliğinde kullanılıyor.

Kategori: Biyoloji

Ödevsel

Hayatın Gizemli Maddesi Su

Rasgele...