Bu kütleler iki başlıkta incelenir: kıtasal buzullar (continental glaciers) ve vadi buzulları (valley glaciers).

Transkript

1 9 BUZUL ORTAMLARI 9.1 Buzul Nedir Buzullar, kendi ağırlığının altında yavaşça hareket eden sıkıştırılmış kardan oluşmuş büyük buz kütleleridir. Bir buz kütlesi, diğer herhangi bir zemin veya kaya kütlesi gibi yamaç aşağıya hareket edebilir. Bu kütleler iki başlıkta incelenir: kıtasal buzullar (continental glaciers) ve vadi buzulları (valley glaciers). 9.2 Buzullar Nasıl Oluşur? Bir buzulun başlangıcında çok miktarda yağan ve yazın erimeyen kar vardır. Kar yavaş yavaş buza dönüşerek hareket etmeye başlar ve bir buzul oluşur. 1. Düşük sıcaklık: Buzulların oluşabilmesi için, karın yıl boyunca yerde kalabilmesi, bunun için de düşük sıcaklıklar gerekmektedir. Bu da ya yüksek enlemde yerlerde, ya da topoğrafik olarak yüksek kesimlerde gerçekleşebilir. Yandaki şekilde yeryüzünde enleme ve yüksekliğe bağlı olarak buzulların oluşabildikleri alanlar belirtilmiştir. Görüldüğü gibi, kutup bölgelerinde deniz seviyesinde buzulların oluşabilmesi veya kalabilmesine karşın, Orta Afrika'da bu seviye, Klimanjaro dağlarında 5500 metreye ulaşmaktadır (Şekil 9.1). Şekil 9.1 Enlemlere göre buzul oluşum sınırları. 2. Nem: Kar ve buzul oluşumu, nem ve soğuk gereksinmektedir. Buzullar, dağlık alanlarda nemli rüzgarların yağış bıraktıkları kısımda gelişebilirler fakat yağış gölgesinin olduğu diğer dağ yamacı kuru ve buzulsuz olacaktır (bakınız yağış gölgesi). Güney Amerika'nın And dağlarında hakim rüzgarlar doğudan estikleri için, bu dağların doğu kısımları buzullu, batı kısımları ise karsız ve buzulsuzdur 9.3 Buzullaşmanın Sebepleri Jeolojik kayıtlarda ilki 2 milyar yıl önce Prekambriyen de olmak üzere birçok buzullaşma kaydı belirlenmiştir. Dünyada görülen buzul dönemlerini başlatan koşullar için farklı düşünceler mevcuttur. Plaka Tektoniği: Günümüzde tropikal ve subropikal bölgelerde görülen Paleozoyik yaşlı buzul izlerinin açıklaması plaka tektoniği teorisi ile yapılabilmektedir. Bu bölgeler buzullaşma döneminde Pangea süper kıtasının bir parçası idi ve yüksek güney enlemlerinde yer almaktaydı. 55

2 Milankovitch Döngüleri: Plaka hareketleri son derece yavaş olduğundan Pleistosen de gerçekleşmiş buzul ve buzul arası iklimleri açıklamakta yeterli olmamaktadır. Sırp bilim adamı Milutin Milankovitch tarafından geliştirilmiş dünyanın yörüngesel değişimlerini açıklayan model ile Kuvaterner deki buzullaşmaların açıklanmaktadır. Şekil 9.2 Milankovitch döngüleri. 1. Dünya yürüngesindeki değişim yaklaşık yıllık bir döngüdür. Hemen hemen daireselden eliptiğe doğru gelişir ve daha sonra geri döner. 2. Günümüzde dönme ekseni Dünya nın yörünge düzlemine 23.5 açı yapmaktadır yıllık döngü sırasında bu açı 21.5 ile 24.5 arasında değişir. 3. Presesyon, Dünya eksenindeki yalpalanma dönen bir topaca benzer yıllık bir döngü süresince eksenin pozisyonu gökyüzünde farklı noktalara yer değiştirir (Şekil 9.2). 9.4 Buzullar Nasıl Hareket Eder? Buz, kendini yerinde tutan direnç - sürtünme - kuvvetlerini yerçekimi etkisi ile yenecek kadar kalınlaşınca -metrelerce kalınlık gerekir - hareket etmeye başlar. İlk bakışta sağlam görünen buzdan oluşmuş bir buzul kütlesi neden ve niçin hareket eder? Bu hareket iki türlü olur: buzulun (kendi) içinde ve buzulun altında. Buzulun içinde olan plastik bir akıştır ve buzulun içinden mikroskobik ölçeklerde kaymasıdır. Buzulun dibinden kaymasına temelden kayma denir ve buzulun temelinden itibaren üstünde bulunduğu ortam üzerinde kaymasını ifade eder (Şekil 9.3). Şekil 9.3 Plastik akma ve taban kaymasının bileşkesiyle hareketi gosteren bir buzul parcası. Plastik akma buz icindeki deformasyonu kapsarken taban kayması buzun altındaki yuzey uzerinde kaymasıdır. Buzul donduğunda sadece plastik akmayla hareket eder. 56

3 Kuru buzullarda hareket: plastik akış Bir buzulun içinde hüküm süren büyük basınçlara maruz kalan buz kristalleri kısa zamanlarda çok küçük hareketler (milimetrenin on milyonda biri kadar) yaparlar. Buna plastik akış (plastic flow) denir. Bu tür bireysel hareketlerin çok büyük sayıda kristal tarafından yapıldığı düşünüldüğünde, toplam hareketin önemli hızlara ulaşabileceği ortaya çıkar. Bu tür hareket buzulların çok soğuk iklim koşullarında olmaları durumunda egemendir. Tüm buzul, erime sıcaklığının çok altında bir sıcaklıktadır ve altındaki zemine donarak yapışmıştır. Plastik akışla, buzulun hareketleri zemindeki toprak veya kayaçları deforme ederek koparır ve buzulla beraber taşır. Nemli (sulu) buzullarda hareket: temelden kayma (basal slip) Temelden kayma, temel ile buzul arasındaki kısmın sıcaklığına bağlıdır. Buzulların alt kesimlerinde temele uyguladıkları basınç, buz kütlesinin yüksekliği nedeni ile çok büyüktür. Basınç arttıkça erimenin de artması ile buzulun alt kesimlerinde buz eriyebilir ve bir yağ gibi kaydırıcı etkisi olan bir su tabakası oluşabilir. Bu suyun oluşumu, donma noktasının altında sıcaklıklarda dahi olabilir - buz pateninde, patenin altındaki ince çelik sırtın buzda yaptığı büyük basınçla buzu eritmesi ve kayma olması gibi. Kristallerin plastik akış sırasında da sürtünme dolayısı ile çok az da olsa bir miktar buz eriyerek suya dönüşür. Bu su miktarları, buzulun içinde su filmleri yaratarak yağlayıcı etki ile kaymaların oluşmasına neden olurlar. 9.5 Buzul Türleri Kıtasal buzullar Kıtasal buzullar, vadi buzullarına göre çok daha geniş alanlar kaplarlar. Bunlar çok yavaş hareket eden ve çok kalın buz tabakalarıdır. En genişleri, Grönland ve Antarktika'da bulunanlarıdır. Bunlar bu kıtasal alanların hemen hemen tümünü örterler (Şekil 9.4). Vadi (Alp Tipi) buzulları Kayak yapanlarla dağcılar, vadi buzullarını - Alpin buzullar da denir - tanırlar. Bu tür buzullar, dağlık kesimlerde yağan ve biriken karların, vadiler içinde ve aşağıya doğru yaptıkları hareketlerle oluşurlar. Buzullar genellikle vadilerin enini tamamen kaplarlar ve vadi tabanındaki kayaçları yüzlerce metre örterler. Sıcak ve düşük enlemdeki bölgelerde, vadi buzulları vadilerin ancak başlarında, dağların yüksek kesimlerinde bulunabilirler. Daha soğuk ve yüksek enlemdeki bölgelerde ise, buzullar çok daha geniş alanlar kaplarlar. Bazen denize kadar uzanırlar ve buz parçaları kırılarak denize düşebilir ve denizde yer değiştirirler (Şekil 9.4). Şekil 9.4 Antartika'nın neredeyse tamamını örten kıtasal buzullar (solda). Alaska'da bir vadi buzulu görünümü(sağda). 57

4 9.6 Buzul Aşındırma Şekilleri Ve Buzul Çökelleri Buzullaşma öncesinde dağlık kesimdeki vadiler karakteristik olarak V şekillidir. Ancak buzullaşma sırasında bu dar vadiler buzulun genişliğine uygun olarak U şekilli bir buzul vadisi oluşturacak şekilde dönüşüme uğrarlar. Ana kol buzulundan daha az buzul taşıyan ve daha az aşındırılan yan kollar ana vadiden daha yüksekte kalır ve asılı vadi olarak adlandırılır. Vadi buzunun en üstünde vadiye bakan tarafı açık kase şekilli diğer üç tarafından yüksek yamaçlarla çevrili depresyona sirk(buz yalağı), bu çukurun içinde buzul eridikten sonra oluşan küçük göle tarn adı verilir. Sirklerin büyüyüp genişlemesi ve birbirine yaklaşması ile aralarında izole edilmiş piramidal zirveler bulunur. İki buzu vadisi arasında kalan keskin kenarlı sırtlara aret denilir (Şekil 9.5). Şekil 9.5 Buzul aşındırma şekilleri Ayrıca buzullar ilerlemeleri esnasında bir ana kaya çıkıntısı ile karşılaştığında bu kaya yüzeyini düzleştirip az eğimli hale getirirken bu kayanın diğer tarafını kopararak dikleştirir ve asimetrik tepeler oluşturur. Asimetrik tepeleri buzulun ilerleme yönünü gösterir (Şekil 9.6). Şekil 9.6 Buzul tarafından oluşturulmuş asimetrik tepeler Doğrudan buzul tarafından biriktirilen, karışık birçok farklı tane boyuna sahip, buzul tarafından sürüklenme sonucu çizilmiş ve cilalanmış birçok parçanın gözlendiği birikintiler genel olarak till olarak adlandırılır. 58

5 Morenler: Buzul biriktirmesi ile oluşan en yaygın özellik till sırtları olan morenlerdir. Bir vadi buzulunun iki yanında biriken malzemelerden oluşan sırtlara yan morenler adı verilir. İki vadi buzulunun birleştiği yerden itibaren orta morenler oluşur (Şekil 9.9). Cephe moreni buzulun bittiği yerdeki till sırtıdır. Buzun cephesi sabit kaldığı sürece till sırtı büyümeye devam eder. Buzul cephesi gerilediğinde hafif dalgalı şekilde depolanmış till katmanına taban moreni adı verilir (Şekil 9.7). Şekil 9.7 Alaska'da bir vadi buzulunda gözlenen orta ve yan morenler. Sandur ve Çanaklar: Buzul erimeye başladığında suyun cephe moreninden aşağı doğru malzemeleri sürükleyerek sandur veya yıkama düzlüğü adı verilen tabakalı, az eğimli geniş birikim yüzeyi oluşturur. Cephe morenleri veya sandurlardaki çukurluklar çanak(kettle) olarak adlandırılır. Bunlar buzul sedimanları içinde kısmen veya tamamen gömülü sabit buz bloklarının erimesi ile oluşur. Çoğunun genişliği 2km yi ve derinliği 10m yi geçmez. Bu çukurluklar genellikle su ile dolarak çanak(kettle) göllerini oluşturur. Drumlinler, Eskerler, Kameler: Drumlinler, tillden oluşan asimetrik tepelerdir. Genellikle 15-60m yüksekliğinde m uzunluğundadırlar. Drumlinler kümeler halinde oluşur ve drumlin sahaları olarak adlandırılırlar. Buzulun altındaki kanallarda akan erime suyundan oluşan sellerde taşınan farklı boyuttaki tanelerin oluşturduğu sinüzoidal sırtlara esker adı verilir. Durağan bir buzulun kenar boşluklarındaki çukur ve açık kısımları içinde biriken buzul erime suyunun yıkanmış sedimentleri ile oluşan dik yamaçlı tepeler kame olarak adlandırılır (Şekil 9.8). Şekil 9.8 Buzul arazilerinde gözlenen yer şekilleri. 59

6 9.7 Buzullarda Yapılan Çalışmalar: Kozmojenik Yaşlandırma Yöntemi: Günümüzde buzul birikintilerinde yaş tayini yüzey yaşlandırma yöntemi olarak da bilinen kozmojenik yaşlandırma yöntemi ile belirlenmektedir. Bu yöntem ile bir kayacın veya sedimanın ne kadar süredir yüzeyde olduğu tespit edilebilir. Evrendeki galaksi patlamaları ve güneşin radyoaktif ışımaları ile yeryüzüne ulaşan kozmik ışınlar başlıca proton ve nötronlardan oluşur. Bu çok yüksek enerji ve hıza sahip parçacıkların yeryüzüne ulaşan kısmı yüzeyin 2-3 metrelik kısmında yeniş izotoplar oluşturur. Bu izotoplara kozmojenik izotoplar denir ve kozmik ışındaki parçacık tipine ve kayaç içindeki hedef elemente bağlı olarak radyoaktif 10 Be, 14 C, 26 Al, 36 Cl, 41 Ca ve duraylı 3 He, 21 Ne izotopları oluşabilmektedir. Bunlardan 36 Cl en yaygın kullanılan izotoptur. Kayaç yüzeyindeki bu yeni izotopların oluşma hızı bilindiği için yüzeyden alınan örneklerdeki kozmojenik izotop derişimi ölçülerek bu kayaçların yeryüzünde ne kadar zamandır yüzeylendiği belirlenebilir (Sarıkaya, 2012). Buzul çökellerinden elde edilen kozmojenik yüzey yaş tayini yöntemleri ve buzul modellemeleri ile belirlenen, yaklaşık yıl önce gerçekleşen son buzul maksimumu (Last Glacier Maximum-LGM,Şekil 9.9) sırasında Türkiye yaklaşık 8-11 C daha soğuk bir iklime sahiptir (Çiner ve Sarıkaya, 2012). Şekil 9.9 LGM dönemi buzullarının maksimum yayılım alanları. Siyah bölgeler buzul alanları göstermektedir (Sarıkaya, 2012). Paleoiklim Çalışmaları: Oksijen izotopları paleoiklim çalışmaları için önemli bir veri kaynağıdır. Oksijenin üç duraylı izotopu mevcuttur: 16 O, 17 O ve 18 O. 16 O izotopu buhar fazına geçmeye daha yatkın oluğundan tatlı sularda 18 O e göre daha bol miktarda bulunur. Buzullaşmanın yoğun olduğu dönemlerde okyanus suyu 18 O, buzullar ise 16 O açısından zenginleşir. Bentik foraminiferler ve mercanlardan elde edilen oksijen izotop oranları geçmiş dönemlerdeki eşdeğer sıcaklıklar yerine kullanılmaktadır (Şekil 9.10). Şekil 9.10 Bentik foraminifer kavkılarından elde edilen 18 O konsantrasyonlarına göre son 5.5 milyon yıllık eşdeğer sıcaklık verileri (Lisiecki ve Raymo, 2005). 60