Maddî âlemde yaratılan elementler arasında en önemli vazife görenlerden biri karbondur. Diğerleri ise oksijen, hidrojen ve azottur. Bunların içinde birinci sırada karbon gelir, çünkü diğerlerini ve bir canlıda gerekli diğer elementlerin hepsini, ana bir çatı yapısında birbirine bağlama görevi gören organik moleküllerin iskeletini teşkil eden element karbondur. Bütün canlıların vücutlarının maddî temelini teşkil eden ve organik bileşikler olarak bilinen protein, karbonhidrat ve yağların hepsinin yapısında karbon atomu yer alır. Karbon atomunun yapısı, canlı için yaratılmış diğer bütün atomlarla uyumlu olacak şekilde hazırlanmıştır. Bu atomun en kritik özelliği, en dış elektron yörüngesinde dört elektronun bulunması ve bunu sekize tamamlayıp kararlı hâle gelmek için her zaman dört bağ yapacak şekilde diğer elementlerle bağ kurabilmesidir. Böylece uzun karbon zincirleriyle hayat için gerekli kılınmış dev organik moleküller sentezlenebilir. Karbon, dünyadaki hayatın temel yapı taşı olan bir element konumundadır. Organik kimya tamamen karbon üzerine kurulmuş bir bilim dalıdır.
Karbonun Özellikleri
Bilim insanları, bu element olmasaydı kâinat hayat için elverişli olamazdı diye düşünür. Karbon, C sembolü ile tanınan ve atom numarası 6 olan bir elementtir. Periyodik tablonun 14. grubu olan 4A grubuna aittir. Dünya kabuğunun yaklaşık yüzde 0,025’ini teşkil eden karbon, antik çağlardan beri bilinen birkaç elementten biridir.[1] Yer kabuğunda en çok bulunan 15. element olan karbon; hidrojen, helyum ve oksijenden sonra kâinatta en çok görülen dördüncü elementtir. Atmosferde karbondioksit, yer kabuğunda grafit minerali, elmas ve fulleren olarak bilinen kristal form dâhil olmak üzere kömür gibi çeşitli formlarda bulunur. Bu karbon formlarının her biri farklı fizikî ve kimyevî özelliklere sahiptir, mesela elmas dünyadaki en sert ve pahalı maddedir (ama hayat için gerekli değildir).[2] Elmas, kesme, taşlama ve parlatma aletlerinde, grafit ise, yağlayıcı olarak, pillerin ve yakıt hücrelerinin üretiminde kullanılır. 60 veya daha fazla karbon atomundan oluşan büyük moleküler yapılar olan fullerenler, tıp ve elektronikte potansiyel uygulamalara sahiptir.
Karbon Bileşikleri
Karbonun önemli bir özelliği de dünyada yaygın olarak karşılaşılan sıcaklıklarda polimer oluşturma konusunda sıra dışı bir kabiliyete sahip kılınması, böylece neredeyse sınırsız denilebilecek çeşitlilikte, benzersiz organik ve inorganik bileşikler meydana getirebilmesidir. Oksijenden sonra insan vücudunda kütlece en bol bulunan ikinci elementtir (yaklaşık %18,5). Günümüzde 20 milyondan fazla karbon bileşiğinin mevcudiyeti bilinmektedir.[3]
Bütün organik maddelerin ve bazı inorganik maddelerin yapısında yer alan karbon elementinin (dünyadaki bileşiklerin %95’inde karbon bulunur),[4] teşkil ettiği bileşiklerin bazıları sadece birkaç atomdan ibaret iken, bazılarında binlerce, hatta milyonlarca atom vardır. Sadece karbon atomları bu kadar uzun ve kalıcı bileşikler oluşturabilecek şekilde yaratılmıştır. Karbonun diğer elementlerle bağ yapabilme özelliği sayesinde, uzun zincirler ve bağlar mümkün kılınır ve böylece basit şekerler ve aminoasitlerden karmaşık proteinler ve nükleik asitlere kadar yüzlerce bileşik hayatî işlerde istihdam ettirilir.
Karbon temelli bileşiklerin en ünlüsü, hücrelere enerji sağlayan basit bir şeker olan glikozdur. Glikoz, meyveler, sebzeler ve tahıllar dâhil olmak üzere birçok gıdada temel bir bileşendir. Karbon atomlarını glikozda bir arada tutan bağlar, iki atom arasında oluşan güçlü, metal olmayan bağlar olan kovalent bağlardır. Bu tür bağlar, canlı organizmaları oluşturan bileşiklerin çoğunda, bilhassa organik bileşiklerde yaygındır.
Bir diğer önemli karbon temelli bileşik, bitki hücre duvarlarının bir yapı taşı olan selülozdur. Selüloz, birbirine bağlanmış uzun bir glikoz molekülü zinciridir. Bu bileşiğin gücü ve kararlılığı, bitkinin zarar görmesini engellemeye ve destek sağlamaya yardımcı olur, bu yüzden bitkilerin hayatta kalması için gereklidir. Karbon ayrıca, canlı organizmaların gelişmesi ve hayatî fonksiyonları için talimatları taşıyan genetik materyal olan DNA ve RNA’nın temel bir bileşenidir. DNA ve RNA’daki karbon atomları, çift sarmal bir yapı oluşturmak için belirli bir sırayla birbirine bağlanır. Bu yapı, genetik bilginin bir nesilden diğerine geçmesini mümkün kılan şifre molekülüdür. Karbon, aynı zamanda, hayat için gerekli olan “organik asitler” adı verilen bir grup bileşiğin de yapı taşıdır. Bunlardan asetik asit, sitrik asit ve laktik asit, çeşitli metabolik süreçlerde yer alarak, vücuttaki pH’ın (asitliğin) düzenlenmesinin yanı sıra enerji üretimi ve depolanmasında rol oynarlar. Bunların dışında, karbonatlar ve bikarbonatlar dâhil olmak üzere çeşitli inorganik bileşiklerde de bulunan karbonlu bileşikler, okyanusta ve atmosferde pH’ın düzenlenmesinde çok önemli bir rol oynayarak hayat için gerekli olan dengenin korunmasına vesile olur.
Herhangi bir canlıya biyokimya açısından baktığımızda, her karbon bileşiğin dünyadaki hayatın yaratılması ve sürdürülmesi için hususî bir yapıya ve özelliklere sahip kılındığını görürüz. Moleküler seviyeye indiğimizde, karbon atomunun bu mucizevî özelliklerinin hikmeti daha net bir şekilde ortaya çıkar.
İnsanın yaratılış safhalarıyla ilgili olarak Rahman sûresinde yer alan, “İnsanı kiremit gibi pişmiş çamurdan yarattı.” (Rahman, 55/14) mealindeki âyette, “salsâl” kelimesi, inorganik hâlden organik hâle gelmiş çamuru, “fahhâr” kelimesi de nemli topraktan yapılıp pişirilen (ısıtılarak kurutulan) ve vurulduğunda kiremit gibi ses veren bir maddeye işaret etmektedir. Karbon, Latincedeki “carbo” (kömür veya odun kömürü) kelimesinden gelmektedir. Eski Yunancada, ocakta pişmiş toprak, kiremit veya seramik mânâsına gelen “keramos” kelimesi de bu meyanda akla gelebilir. Bu kelimelerden çıkarabileceğimiz bir mânâ olarak, âyet-i kerimede “salsâl” (kuru balçık) olarak buyurulan insanın yaratılış malzemesi, karbon ağırlıklı (aminoasit ve protein) organik maddelerden ibaret bir hayat hamuru olarak değerlendirilebilir.
Karbon Elementinin Yaratılması
Büyük Patlama’dan sonraki ilk saniyelerde protonlar ve nötronların var edilmesi gerçekleşirken kâinatın çok hızlı genişlemesi esnasında sadece üç element (hidrojen, helyum ve lityum) yaratılmışken, karbon nasıl ortaya çıkmıştır? Dünyadaki biyolojik hayatın devamı için olmazsa olmaz konumunda olan bir element (elbette Allah (celle celâluhu) dilerse farklı şartlar ve farklı elementleri sebep kılarak farklı hayat formları yaratabilir), kendi kendine, tesadüfen oluşabilir mi?
Astrofiziğin ölçüm ve tahminlerine göre, hidrojen ve helyum gazı bulutları yoğunlaşıp ilk yıldızlar yaratılmış ve hidrojenlerinin çoğunu tüketen yaşlı yıldızlarda, helyum birikmiştir. Her helyum çekirdeğinde iki proton ve iki nötron bulunur. 100 milyon santigrat derece gibi çok yüksek sıcaklıklarda (Güneş’in çekirdeğindeki sıcaklık yaklaşık 15 milyon santigrat derecedir) helyum çekirdekleri, önce çiftler hâlinde, kararsız, dört protonlu berilyum çekirdekleri ve sonunda bu berilyum çekirdekleri de iki protonlu helyumla birleştirilerek altı protonu ve altı nötronu olan karbon atomları yaratılır.[5]
Proton, elektron ve nötronların aklı ve şuuru olmayan parçacıklar olduğunu düşündüğümüzde, sonunda insan gibi akıllı ve şuurlu bir varlığa kadar giden yaratılış yolunda, karbon atomunun bu anahtar rolü, ancak ilmi ve kudreti sonsuz Yaradan ile izah edilebilir. Her atom altı parçacık ve her atom, O’nun iradesine boyun eğmiş durumdadır ve dolayısıyla her şey kusursuz bir uyum içinde bulunmaktadır.
Kendisi de bir ateist olmasına rağmen astrofizikçi Fred Hoyle, fizik kanunlarının, yıldızların içinde gerçekleştirdikleri değişimin neticelerine bakılırsa, bunlar şuurlu olarak yapılandırılmışlardır şeklinde bir itirafta bulunmuştur.[6] Karbonu incelediğimizde bu atomun kimyevî özelliklerinin de iradî olarak düzenlendiği açıktır. Şayet Büyük Patlama’dan sonra, protonlar ve nötronlar arasındaki nükleer kuvvetin[7] gücü %1’den daha az farklı olsaydı, karbon son derece nadir olur ve şu an gördüğümüz biyolojik hayat ortaya çıkmazdı. Oksijen ve azot gibi diğer önemli elementler de yıldızların içlerindeki sıcak ve yoğun fırında gerçekleştirilen benzer reaksiyonlar vesilesiyle yaratılmış olabilir. Sonra yıldızların patlayarak bu elementleri uzaya fırlattığı, milyarlarca yıl boyunca bu enkazdan yeni yıldızların meydana getirildiği ve sırayla patladıkları tahmin edilmektedir. Hayat için gerekli elementler açısından zengin olan güneşimiz ve gezegenlerimizin, üçüncü veya dördüncü nesil bir yıldızın patlamasından kaynaklandığı düşünülmektedir. David Burnie’nin belirttiği gibi, “Karbon, çok olağan dışı bir element konumundadır… Karbon ve onun bu olağan dışı özellikleri olmasaydı, dünyada hayat olması imkânsızdı.”[8]
Dünyamızda kurulmuş muhteşem ekosistemde karbon başta olmak üzere birçok elementin devr-i daimi söz konusudur. Çünkü devamlı olarak kullanılan bir madde yenilenmezse, yahut sürekli olarak sentezlenip büyüyen ve organik hâle getirilen moleküller tekrar parçalanıp inorganik hâllerine döndürülmezse, bir müddet sonra sistem bozulur. Bu döngü önemlidir, zira fotosentezle (güneş ışığının enerjisiyle) karbondioksit belli bir sınırın üzerine çıkmadan atmosferden uzaklaştırılarak okyanuslarda ve karalardaki bitkilerde gıda olarak depolanır ve dünyanın iklimini düzenlemeye yardımcı olur. Kâinatın her parçasında insan hayatını merkeze alan bir gaye ve buna yönelik kusursuz bir uyum, tasarım ve denge vardır. Elbette karbon atomu gibi cansız ve şuursuz bir atomun ve diğer bütün atom ve zerrelerin, mükemmel ve muhteşem eserlerin ve hadiselerin ortaya çıkmasında birer memur gibi istihdam edilmesi, sonsuz ilim ve kudreti ile kendini gösteren bir Yaradan’ın varlığının ve birliğinin sayısız delillerinden biridir.
Dipnotlar
1 “History of Carbon”, web.archive.org/web/20121101085829/http:/www.caer.uky.edu/carbon/history/carbonhistory.shtml
[2] Elmasın sertliği, Mohs ölçeğinde 10’dur ve bu, diğer bütün minerallerden daha sert olduğu anlamına gelir. Elmasın sertliği, kristal yapısının bu şekilde takdir edilmesinden kaynaklanmaktadır.
[3] “A Map of the Universe”, The Astrophysical Journal, May 2005, 624 (2): 463–484.
[4] Stephanie Pappas, “Carbon: Facts about an element that is a key ingredient for life on Earth”, March 12, 2022, www.livescience.com/28698-facts-about-carbon.html
[5] Dale A. Ostlie, Bradley W. Carroll, An Introduction to Modern Stellar Astrophysics, San Francisco: Addison Wesley, 2007.
[6] “Fred Hoyle”, www.famousscientists.org/fred-hoyle/
[7] Nükleer kuvvet, atomların protonları ve nötronları arasında hareket eden bir güçtür.
[8] David Burnie, Life, DK Children, 1994.
