Bilim Haziran 2022 Hikmet Arar

Farklı Sıvının Sırrı

“Su hayattır.” sözü hiç de yabana atılacak bir söz değildir. Varlık alemi sanki su etrafında örgülenmiştir. Uzay araştırmalarında da gök cisimlerinde ilk bakılan şeylerden birisi su olup olmadığıdır.[1]

Dünya yüzeyinin yaklaşık dörtte üçü, vücudumuzun yüzde 70’i, kanımızın yüzde 83’ü, kalb ve beynimizin yüzde 73’ü hatta kemiklerimizin yüzde 31’i sudur. Meyve ve sebzelerin de büyük kısmı sudan oluşmaktadır. Salatalıkta %96, domateste %94, havuçta %87, çilekte %92, elmada %84, muzda ise %74 oranında su vardır.

Canlı hücrelerdeki hayatî biyokimyasal reaksiyonlar, sulu ortamda gerçekleşir ve günlük hayatta birçok işimizi su ile yaparız. Temizlik aracı olarak kullanmaktan tutun elektrik üretimine kadar suyun kullanıldığı alanlar saymakla bitmez.

Neredeyse hayatımızın her yerini kaplayan bu harika sıvının, diğer sıvılardan farklı bazı özellikleri olduğunu biliyor muydunuz?[2]

Mesela sıvıların genel özelliklerinden biri, soğudukça yoğunluğunun artmasıdır. Fakat +4 dereceye kadar diğer sıvılar gibi davranan su, daha fazla soğutulduğunda yoğunluğu azalmaya başlamaktadır. Yani buz hâlinin yoğunluğu, sıvı hâlinden daha düşüktür. Rabbimizin bu hikmetli takdiriyle buz su üzerinde yüzebilmektedir. Suyun sadece bu özelliği bile hayatın sürekliliği için olmazsa olmaz bir hususiyettir. Sebepler dairesinde dünyadaki var olan bütün kanunlar ve suyun diğer özellikleri aynı olsaydı sadece bu hususiyeti farklı olsaydı tabiattaki canlılık olmayacaktı. Çünkü denizlerde ve göllerde donma aşağıdan yukarıya doğru gerçekleşecek, oradaki hayat, dolayısıyla da dünyadaki canlılık bitecekti. Fakat böyle olmaz; göller ve denizlerin yüzeyi buz tutar, bu buz tabakası bir örtü gibi yüzeyi sarar ve aşağıda +4 derecelik bir iklim meydana getirir. Böylelikle su altında yaşayan balıklar ve diğer canlılar varlıklarını devam ettirir. Yine bu sayede buz dağları batmaz, dünyayı sular basmaz.

Suyun sıra dışı özelliklerinden biri de yüzey geriliminin diğer sıvılara göre fazla olmasıdır. Bu hususiyet ise bitkilerin suyu en uç noktalara kadar taşıyabilmesi ile ilgilidir.[3] Bitkilerin kök ve damarlarındaki gittikçe daralan kanallar, suyun yüzey geriliminden yararlanacak şekilde var edilmiştir. Bitkiler, sekoya ağaçları gibi 70–80 metre uzunluğunda olsalar bile, bu damarlarla su en yukarıdaki yapraklara kadar tırmanabilir. Yani yine sebepler açısından; suyun yüzey gerilimi daha zayıf olsaydı, kara bitkilerinin yaşaması imkânsız olacaktı. Bu durumda diğer canlıların varlığından bahsetmek de elbette mümkün olmayacaktı. Yüzey geriliminin başka neticeleri de vardır; yağmur damlalarının büyüklüğü ve bazı böceklerin su üzerinde yürüyebilmesi bunlardandır.

Bu harika sıvının diğerlerine göre ısı depolama kapasitesi de yüksektir. Bunun hikmeti ise okyanus ve denizlerde yaşayan canlılar için kararlı bir termal ortam oluşturmaktır.

Suyun bu harikulade özelliklerinin kaynağının “hidrojen bağı”[4] (hidrojen atomunun diğer moleküllerdeki oksijen atomlarıyla etkileşimi) olduğu teorik olarak bilinmekteydi. Bu teori[5] Stanford ve Stockholm Üniversitelerinden araştırmacıların suya “kızılötesi ışınlar” göndererek yaptıkları bir deneyle ispatlanmış oldu. Çok hızlı ve kısa mesafede hareket etmesinden dolayı şimdiye kadar gözlemlenemeyen hidrojen atomları, yeni nesil elektron kameralarıyla görüntülenmiş oldu.

Suyun bir madde olarak yapısındaki incelik ve tabiattaki hâdiselerdeki rolü, atomik seviyedeki incelemeler neticesinde açığa çıkarılabilmiştir. Hatta buradaki mizan o kadar incedir ki elektron mikroskobu ile ancak görülebilen bir su molekülündeki hidrojen ve oksijen atomları arasında 104,5 derecelik bir açı vardır. Bu açı 0,5 derece daha az ya da fazla olsaydı, yukarıda bahsedilen suyun bütün özellikleri değişecek, yine sebepler dairesinde hayat olmayacaktı.

Su; dışarıdan bakıldığında iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluşan, çok basit bir yapısı varmış gibi görünen, ancak harikulade hassas hesaplamalarla yaratılmış bir sıvıdır. Tabiattaki canlılık; hidrojen (yanıcı) ve oksijene (yakıcı) verilen özelliklere dayanarak meydana getirilen su (söndürücü) molekülüne bağlanmıştır.

Tabiattaki harikulade işleyiş, hassas ölçülerle yaratılmakta, bilim ve teknoloji geliştikçe bunun daha çok farkına varılmaktadır.

Dipnotlar

[1] www.healthline.com/health/body-water-percentage#measuring-body-water

[2] “Suyun Sonu Gelmeyen Gizemi”, Popular Science, Ekim 2021.

[3] Buradaki hadise; adezyon kuvvetinin kohezyondan daha etkili olmasıyla açıklanmaktadır. Yani su molekülleri ile bitki kılcal damarlarının iç çeperleri arasındaki çekim kuvveti, kohezyon kuvvetinden daha fazladır. Böylelikle su molekülleri damarların iç duvarına yapışarak adım adım yukarıya doğru hareket eder.

[4] Hidrojen bağı, hidrojenin elektronegatifliği yüksek flor, oksijen ve azot atomlarıyla yaptığı bileşiklerde hidrojen atomlarının komşu moleküllere uyguladığı çekim kuvvetidir.

[5] www.nature.com/articles/ncomms9998