KIYI ALANLARININ JEOLOJİSİ

Transkript

1 KIYI ALANLARININ JEOLOJİSİ Prof. Dr. Şükrü ERSOY SAATİ : 3.00 KREDİ : 3

2 Yeryuvarının Genel Özellikleri - Yeryuvarının Genel Hareketleri - Yeryuvarının Şekli ve Boyutları - Yerin Atmosferi - Karalar ve Denizler - Yerin İçi ve Sıcaklığı - Yerçekimi ve İzostazi - Yerin Bileşimi - Manyetosfer

3 Yer hakkında genel bilgiler Güneşten ortalama uzaklık : Güneşten maksimum uzaklık : Güneşten minimum uzaklık : Yörüngenin eksentrisitesi : Ortalama yörünge hızı : Yörünge periyodu : Dönme periyodu : Dünya eksen eğikliği : Yerin ekvatoral çapı : Kütlesi : Ortalama yoğunluk : Kaçış hızı : gün saat Albedo : Yüzey sıcaklık aralığı : Atmosferin bileşimi : Azot (N 2 ) Oksijen (O 2 ) Karbon dioksit (CO 2 ) Su buharı (H 2 O)

4 Yerküre Dinamiği Yerin aktivitesi üç tür enerjiyle beslenir 1. Güneş Enerjisi 2. Gel-git Kuvveti (Güneş ve Ay ın çekim kuvveti) 3. Yerin iç ısısı (oluşumundan beri) Atmosferin hareketi, güneş enerjisinden kaynaklanır Okyanus, nehir ve göllerin hareketini Güneş enerjisi ve gel-git kuvveti sağlar Yeryüzü İç kuvvetlerden kaynaklı ısı ile şekillenir Yaşam güneş enerjisinden beslenir. Sadece okyanus tabanındaki bazı yaşam iç ısından beslenir

5 Dünya nın Güneş etrafındaki yörüngesi her ya da her yılda değişir Yeryuvarının Genel Hareketleri Eksentrisite Kepler in yasasına göre Yer in Güneş etrafındaki hızı değişken olup yakınken en hızlı, uzakken daha yavaştır. Saate km hızla hareket eder Obliklik Dünya nın dönme ekseninin eğikliği her yılda bir değişir Dünya nın yaptığı topaç hareketi yılda tamamlanır Presesyon Yer eğik ekseni nedeniyle konik biçimli topaç hareketi yapar. Bu hareket yıl sürer

6 Hız = km/saat veya 30 km/sn milyon km milyon km Ekinoks ya da gün tün eşitliği, güneş ışınlarının ekvatora dik vurması sonucunda aydınlanma çemberinin kutuplardan geçtiği an. Gündüz ile gecenin eşit olması durumudur. Yılda iki kez tekrarlanır. Kuzey Yarıkürede yaklaşık olarak 21/22 Mart İlkbahar Ekinoksu 22/23 Eylül Sonbahar Ekinoksudur. Güney Yarıkürede yaklaşık olarak 21 Mart Sonbahar Ekinoksu 23 Haziran İlkbahar Ekinoksudur. Kendi etrafında Dönme hızı 1674 km /saat

7 Eksentrisite Dünya nın Güneş etrafındaki yörüngesi her yılda bir değişir

8 Yerin Küreleri Biyosfer, Atmosfer, Litosfer, Hidrosfer, Buzul küre. Yerin Atmosferi Homosfer, Heterosfer, İyonosfer. Yerin bileşenleri (Gaz, Toz, Su buharı). Gazların Bileşenleri ve Yüzdeleri (%). Atmosferin katmanları Homosfer (Troposfer, Stratosfer, Mezosfer, Termosfer, Ozon tabakası), Heterosfer, İyonosfer.

9 SERA ETKİSİ Atmosferden geçen Güneş ışınları Güneş ışınlarının bir kısmı yeryüzünden bir kısmı da atmosferden yansır Işınlar ın çoğu yer yüzeyi tarafından absorbe edilir ve yer ısınır Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi Kızılötesi ışınlarının bir kısmı atmosferden geçer. Bir kısmı da atmosfer tarafından absorbe edilir ve sera gazları yardımıyla tüm yönlere tekrardan yayılır. Bu etki yeryüzünde ve atmosferin alt kısımlarında ısınmaya yolaçar. Yerin yüzeyinden yayılan kızılötesi ışınlar Atmosfer Etkisi X ve Gama ışınlarının tamamı, ultraviyole ışınlarının da bir kısmı iyonosfer ve ozon tabakası tarafından alıkonulur. Güneş ışınları, H 2 O buharı ve CO 2 tarafından tutarak soğumayı frenler. Bu nedenle bu maddelerin artması ve azalması iklimleri değiştirebilir.

10 Atmosferin Yapısı

11 HETEROSFER Yükseklik (km) ºC Atmosferin Kısımları TERMOSFER Mezopoz MEZOSFER Radyo dalgalarının yansıması 40 HOMOSFER Stratopoz STRATOSFER Yükseklik (mil) 400 km ÌYONOSFER -0ºC OZON TABAKASI ºC Tropopoz 10 TROPOSFER C F 32

12 H o m o s f e r Atmosferik Gazlar Sera Gazları (%1) Karbondioksit (CO 2 ) Metan (CH4) Su Buharı (H 2 O) Ozon (O 3 ) Homosferin bileşimi.

13 Karbondioksit Gazı (CO 2 )

14 Atmosferik Tozlar

15 Atmosfer nasıl oluştu? Fotosentezli yaşam, atmosferde varolan bol miktardaki CO2 i azaltı; serbest oksijeni çoğalttı. Bu da sığ denizlerde mavi-yeşil-alglerden oluşan stramatolitler sayesinde oldu. Yine de uzun süre atmosferde serbest oksijen birikemedi. Çünkü 1.7 milyar yaşlı demir bantlı çökeller oksijeni bünyelerinde tutuyordu. Atmosferde oksijenin sabit hale gelmesi bundan ancak 1 milyar yıl önce gerçekleşebildi.

16 Yerin Biyosferi Biyosfer : tüm organizmaların yaşadığı yeryüzünün ince bir tabakasını kapsar Okyanuslar Troposferin birkaç kilometresi Yerkabuğunun 3 kilometrelik kısmı

17 Yeryüzünde yaşam nasıl başladı? İlk yaşam, kayaçların oluşumundan sonra başladı. İlk yaşam formları (prokaryotik) ise 3.6 milyar yıl öncesine kadar uzanır. Daha sonra da fotosentez yapan mavi yeşil alglar ortaya çıktı. İlk oksijenle yaşayan ökaryatlar 1.85 milyar yıl önce ortaya çıktı. Böylece canlı evrimi başladı

18 Karalar ve Denizler Karalar : Kıta düzlüğü, Kıta yamacı, Abisal düzlük, denizaltı dağları, denizaltı kanyonları, okyanus ortası sırtları, okyanusal çukurlar. Kıta düzlüğü Okyanus Çukurları (hendekler) Kıta yamacı Denizaltı dağları Abisal düzlük Okyanus sırtları

19 Karalar ve Denizler

20

21 Hipsografik Eğri Karaların ortalama yüksekliği 840 m Denizlerin ortalama derinliği 3682m

22 Kıta düzlüğü Kıta yamacı Abisal düzlük Okyanus Çukurları (hendekler) Kıta düzlüğü Okyanus Çukurları (hendekler)

23

24

25 Yerin iç yapısı Kabuk (0-50 km) Üst Manto ( km) Alt Manto ( km) LİTOSFER km ASTENOSFER İç Çekirdek ( km) Dış Çekirdek ( km) ÇEKİRDEK

26 Yerin iç nasıl oluştu? Yerküre ilk zamanlardaki kimyasal farklılaşmadan dolayı katmanlı bir iç yapıya sahiptir. Yeryüzü ilk oluştuğunda tamamıyla erimiş haldeydi. Yoğun maddeler yerin içine doğru battı Az yoğun maddeler ise yüzeye çıktılar

27 Yerin iç yapısı Yerin iç yapısı yerin içi boyuna dolaşan deprem dalgalarının çalışılmasıyla ortaya konmuştur. Sismik dalgalar yerin farklı kısımları nedeniyle kırılır ya da yolunu değiştir.

28 Yer Kabuğu Kıtasal kabuk, (Sial = hafif elementler) Okyanusal kabuk, (Sima = ağır elementler) Mohoroviç Süreksizliği Litosfer, astenosfer, manto

29 Kıtasal ve okyanusal kabuk Andrija Mohorovičić

30

31

32 Yer ile ilgili Jeodezik Kavramlar JEOİD : Çeküllere her noktada dik olan bir yüzeyin meydana getirdiği şekle denir. Bu şekil yaklaşık olarak okyanuslar seviyesindeki bir küreyi temsil eder ve okyanuslarda tam su seviyesinden, kıtalarda ise bu seviyenin biraz üzerinden geçer. SFEROİD : Dönme elipsoidi durumunda olan sferoid, teorik ve matematiksel bir şekil olup, küçük ekseni kutuplardan geçtiği kabul edilen bir elipsin bu eksen etrafında dönmesi sonucu meydana gelir ve yanlara doğru yoğunluk farkı göstermeyen, homojen, sıvı bir yerküresidir. Sfeoid, okyanusta deniz seviyesi üzerinde, dolayısıyla jeoidin biraz üstünde, kıtalarda ise jeoidin biraz altında bulunur.

33 Yeryuvarının Şekli ve Boyutları Jeoid ve Sferoid

34 Jeoid ve Sferoid JEOİD JEOİD : Çeküllere her noktada dik olan bir yüzeyin meydana getirdiği şekle denir. Bu şekil yaklaşık olarak okyanuslar seviyesindeki bir küreyi temsil eder ve okyanuslarda tam su seviyesinden, kıtalarda ise bu seviyenin biraz üzerinden geçer. Jeoide dik SFEROİD : Dönme elipsoidi durumunda olan sferoid, teorik ve matematiksel bir şekil olup, küçük ekseni kutuplardan geçtiği kabul edilen bir elipsin bu eksen etrafında dönmesi sonucu meydana gelir ve yanlara doğru yoğunluk farkı göstermeyen, homojen, sıvı bir yerküresidir. Sferoid, okyanusta deniz seviyesi üzerinde, dolayısıyla jeoidin biraz üstünde, kıtalarda ise jeoidin biraz altında bulunur.

35

36 Yerçekimi ve İzostazi -Yerçekimi - İzostazi

37 Yerçekimi Serbest salınım yapan bir sarkacın hareketi ve boşluğa bırakılan ya da havaya fırlatılan bir cismin hareketi yerçekimi sonucudur. Yeryüzünde İstanbul enleminde ve deniz seviyesinde yerçekiminin değeri yaklaşık olarak 980 cm/sn 2 ya da gal dir -Yeryüzündeki bir noktanın çekim kuvveti Bir noktanın yer merkezine uzaklığına (latitüdüne) Noktanın deniz seviyesine nazaran yüksekliğine (altitüdüne) Noktaları çevreleyen maddelerin yoğunluğuna bağlıdır.

38 Yerçekimi Yer merkezinden uzaklığa ve deniz seviyesinden yüksekliğine göre hesaplanan çekim değerine teorik gravite değeri adı verilir. Eğer gravimetri ile ölçülen çekim değeri teorik değerden başka ise bu iki değer arasındaki farka gravite anomalisi denir Beklenenden küçükse eksi (-), büyükse artı (+) anomali adı verilir

39 Yerçekimi Yer merkezinden uzaklığa ve deniz seviyesinden yüksekliğine göre hesaplanan çekim değerine teorik gravite değeri adı verilir.

40 Y e r ç e k i m i Newton un yerçekimi yasaları Yerçekiminin tanımı, birimi ve değişimi Gravite anomalisi G = Yerçekimi sabiti, 6,673 x 10-8 Birimi gal dir. (Galile den gelir) Yani cm/sn 2 olarak ifade edilir. 1- F= G (m1 x m2) / r² 2- F = m x a

41 Merkezkaç Kuvveti Yerçekimini gelgit kuvveti ile merkezkaç kuvveti zıt yönde etkiler. Yerin çekim kuvvetini zıt yönde etkileyen merkezkaç kuvveti Dünya nın dönmesi sonucu meydana gelir. Değeri yerçekiminin % 0.33 ü kadardır. Bu değer ekvatorda fazla olup kutuplara gidildikçe azalır.

42 AY Ay ın yeryüzüne etki yapan en fazla düşey ivmesi miligal Güneş in en fazla düşey ivmesi miligal dir. DÜNYA DÜNYA AY Çekim kuvveti

43 Güneş in çekim kuvveti Ay dan azdır. Üç gezegen aynı hizaya geldiğinde ayın çekim kuvveti % 50 artar.

44 İzostazi İzostazi (C.E. Dutton 1889) 1735 P Bouguer ---And dağları 1600 lerde Sir George Everest-- Himalayalar Airy (1855) ve Pratt ın (1859) izostazi tezleri

45 İzostazi

46 İzostazi

47 İzostazi

48 İzostazi

49 Yerkabuğunun Kalınlığını Gösterir Harita

50 Yeriçinin Sıcaklığı - Güneş ısı ve sıcaklığı - Yeriçinin ısı ve sıcaklığı - Litosferik ısı iletkenliği - Jeotermik gradyan - Yerin ısı alması - Yerin sıcaklığına etki eden faktörler ( Isı iletkenliği, Isı akısı, Radyoaktif element miktarı )

51 SORU Dağın tepesindeki kar size bilimsel olarak ne ifade ediyor? YANIT : Güneş ışınlarının?

52 Güneş ışınları her dalga boyunda ışın yayınlar. Fakat yer yüzüne ulaşan dalga boyları genellikle kısadır. Dalga boyları 2900 ile A 0 dur. Güneş ışınları yeryüzüne 8 dk. 20 saniyede ulaşır.

53 Güneş ten gelen ısı yılda ortalama 1.3 x Yer içinin ısı ve sıcaklık kaynağı yerin litosfer ve manto bölgesindeki yüksek radyoaktivite ve daha derinlerde etkin olan gravite enerjisinin termal enerjiye dönüşümü sonucu oluşur. En sık görülen radyoaktivite kaynakları Uranyum, Toryum ve Potasyum gibi maddelerdir. Bunlarda en fazla granitik kayaçlarda bulunmaktadır Yer içinden yeryüzüne çıkan ve atmosfere yayılan ısı miktarı yılda ortalama 2.4 x kaloridir. Bu ısı Güneş ten gelen ısıdan binlerce kat daha azdır

54 Yerin Isı İletkenliği Zayıftır!!!!! Belirli bir ısının 400 km genişlikteki bir kayaç kütlesinin bir yüzünden diğer yüzüne geçmesi için 5 milyar yıl gerekmektedir. Bu nedenle kayaçlar kötü iletkendir. Yer sıcaklığının derine doğru artma hızına Jeotermik gradyan denir. Yerin sıcaklığı ortalama 30 metrede 1 0 C artar. Yerin içinden yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine yerin ısı akısı denir. Isı iletkenliği birim alandan 1 saniyede geçen ısı miktarıdır ve makl/cm/sn/c 0 olarak belirtilir

55 Okyanus ortası sırtlar ve ısı akısı

56 Yerin Manyetosferi Yerin içindeki demir çekirdeğinin akışkanlığı (hareketi), elektrik akıntıları şeklinde bir manyetik alan yaratır. Buna yerin manyetosferi denir Manyetosfer : yüklü taneler hareketiyle gezegenin etrafındaki boşluk bölgesinde oluşan manyetik alandır Güneş rüzgarı : Özellikle protonlar ve elektronlardan oluşan yüklü tanelerin sürekli akımı güneşten sabit şekilde gelen akımı durdurur. Yeryüzüne yakın alanda Güneş rüzgarının hızı saniyede 450 kilometredir

57 Yerin Magnetosferi Magnetosfer yeryüzüne giren Güneş rüzgârının partiküllerinin çoğunu yansıtır. Böylece radyasyon taneciklerinin zararlı etkilerinden korunuruz

58 Yerin Magnetosferi Artan güneş aktiviteleri sırasında, magnetosfer değişmiş taneciklerle yüklenir. Yüklenmiş tanecikler magnetik alanda zayıflar ve aşağı doğru hareket eder ve üst atmosferdeki atomlarla çarpışırlar Bu durum orora = aurora adı verilen bir ışık demetine neden olur.

59 Yerin Kimyasal Bileşimi - Yerin ve Evrenin bileşimi - Yerkabuğunun bileşimi (Kıtasal ve Okyanusal kabuk bileşimi)

60 Yerin Kimyasal Bileşimi - Yerin ve Evrenin bileşimi - Yerkabuğunun bileşimi (Kıtasal ve Okyanusal kabuk bileşimi) Bileşen Formül Bileşim Kıtasal Okyanusal Silis SiO 2 % 60.2 % 48.6 Alüminyum Al 2 O 3 % 15.2 %16.5 Karbonat CaO % 5.5 %12.3 Manyezit MgO % 3.1 % 6.8 Demir (II) oksit FeO % 3.8 % 6.2 Demir oksit Na 2 O % 3.0 % 2.6 Potasyum oksit K 2 O % 2.8 %0.4 Demir (III) oksit Fe 2 O 3 % 2.5 % 2.3 Su H 2 O % 1.4 %1.1 Karbon dioksit CO 2 % 1.2 %1.4 Titanyum dioksit TiO 2 % 0.7 %1.4 Fosfor pentoksit P 2 O 5 % 0.2 % 0.3 Toplam % 99.6 %9 9.9%

61 Haftaya görüsmek üzere Toronto 2005