Prof. Dr. Ceyhun GÖL. Çankırı Karatekin Üniversitesi Orman Fakültesi Havza Yönetimi Anabilim Dalı

Transkript

1 Jeoloji Prof. Dr. Ceyhun GÖL Çankırı Karatekin Üniversitesi Orman Fakültesi Havza Yönetimi Anabilim Dalı

2 Ders Konuları Jeolojinin tanımı ve tarihçesi Mineraller Güneş sistemi Kayaçlar Dünyanın şekli ve hareketleri Yer yuvarının yapısı Jeolojik Zaman Levha tektoniği Dünyanın şekillendiren kuvvetler Depremler

3 LEVHA TEKTONİĞİ VE TEMEL İLKELER

4 Yer yuvarının katı olan dış yapısını oluşturan ve kalınlığı km arasında değişen litosfer levha adı verilen büyük ve küçük birçok parçadan meydana gelmiştir. Bu levhalar üst mantonun daha akıcı ve yumuşak katmanı olan astenosfer üzerinde hareket halindedir.

5

6

7

8

9

10

11 Levhalar, yer yuvarının üst kısmını oluşturan yer kabuğu parçalarıdır. Yer kabuğunun üst kesiminde ise kıt asal ve okyanussal kabuklar yer alır. Kıt asal kabuk silisyum (Si), potasyum (K), sodyum (Na) ve alüminyum (Al) gibi elementlerden, Okyanussal kabuk ise demir (Fe) ve magnezyum (Mg) gibi elementlerce zengindir.

12 Levha tektoniği kavramı: Yer yuvarında depremlerin yoğun olarak yaşandığı bölgelere bakıldığında, bazı bölgelerde deprem sayısı oldukça fazla iken, bazı bölgeler de ise hiç deprem olmadığı görülmektedir. Depremler, okyanussal bölgeler de oldukça dar, kıta sal bölgelerde ise geniş zonlar içinde oluşmaktadır. Okyanus ortalarında sığ, okyanussal çukurlar civarında çok derin, kıta larda ise değişik derinliklerde olan depremlerin bu özellikleri rastlantısal olmayıp levha tektoniği ile açıklanan jeolojik olaylarla ilişkilidir.

13 Levha tektoniği kuramına göre litosfer olarak adlandırılan yer yuvarının dış kısmı levhalara bölünmüştür. Yer içindeki ısı kaynağı nedeniyle manto içinde oluşan termal konveksiyon akımları, yüzeyde bulunan levhaların hareketinin temel nedenidir. Isınarak yükselen üst manto yükseldikçe soğur ve doğal olarak tekrar iç kısımlara doğru yönelir. Bu konveksiyon hareketi, birçok konveksiyon hücresi içinde gelişir.

14

15 Ancak, levhaların hareketini sağlayan bu olay daha karmaşıktır ve litosferi etkileyen çeşitli kuvvetlerin kontrolünde meydana gelir. Levha tektoniğinin temeli, Alman jeofizikçi Alfred Wegener tarafından ortaya atılan kıt aların kayması teorisidir.

16 Kıta ların Kayması Teorisi: Yer bilimciler, 18. yüzyıldan günümüze kadar geçen sürede bazı kıt aların kıyılarının birbirine çok benzediğini ve bunun bir rastlantı olmayacağını belirtmiştir. En büyük benzerlik Kuzey Amerika ile Avrupa ve Güney Amerika ile Afrika kıyıları arasında görülmekteydi. Bu benzerlikten yola çıkılarak bu kıt aların bir zamanlar birleşik oldukları ve daha sonra ayrıldıkları öne sürülmüştür.

17

18 Wegener, kıt aları ayıran olayın bir açılma olduğunu, bu açılmanın milyon yıl önce başladığını ve günümüzde de devam ettiğini belirtmiştir. Daha sonra, 1915 yılında yayımladığı Kıt aların ve Okyanusların Kökeni adlı kitabında, iklimlerin jeolojik zaman içinde değişim gösterdiğini ve bu olayların da kıt aların kayması ile açıklanabileceğini ileri sürmüştür. Araştırmacıya göre günümüzde, tropikal iklimin hakim olduğu bölgeler 300 milyon yıl önce buzullarla kaplıydı. Diğer taraftan buzullar altında bulunan Grönland da ise o dönemde tipik bir tropikal iklim egemendi.

19

20

21 Sonuç olarak o dönemlerde; kıt aların tek bir parça halinde olması gerektiğini öne süren Wegener, bu süper kıt aya yer anlamına gelen Pangea adını vermiştir. Daha sonraki yıllarda yapılan çalışmalarla, Pangea nın jeolojik zaman içinde biri kuzeyde, diğeri ise güneyde olmak üzere iki kıt aya ayrıldığı ve bu iki kıt a arasında da Tetis okyanusu olarak adlandırılan kıt alar arası bir okyanusun geliştiği belirlenmiştir.

22

23 Kuzey kıt ası Grönland, Avrupa ve Asya yı içine alan Laurasia; Güney kıt ası ise Güney Amerika, Antarktika, Afrika, Madagaskar, Hindistan ve Avustralya yı içine alan Gondwana dır. O dönemdeki kıt alar ile aralarındaki Tetis okyanusu ile tüm okyanuslar anlamına gelen ve Panthalassa olarak adlandırılan dev bir okyanus tarafında çevrilmiş durumdaydı.

24 Günümüzde yapılan çalışmalar, aslında kıt aların kaymadığını, kıt aların altında bulunan ve adına levha denilen büyük blokların kaydığını ortaya koymuştur. Levhaların hareketi doğal olarak üzerinde bulunan kıt aların da hareket etmesine neden olacaktır. Kıt aların hareket etmesine neden olan güç ise yer yuvarının iç kesimlerinde bulunan enerjidir.

25 Levha Sınırları Levha sınırları boyunca üç türlü hareket gerçekleşmektedir. Bunlar; 1- Levhalar birbirinden uzaklaşır (ıraksak veya diverjan levha sınırı) 2- Levhalar birbirine yaklaşırlar (yakınsak levha veya konverjan levha sınır) 3- Levha hareketi yönünde kayarlar (transform faylı sınır)

26

27

28

29

30 1- Iraksak levha sınırı: 1940 ve daha sonraki yıllarda yapılan çalışmalar, okyanus tabanlarında üç tür topoğrafik yapı olduğunu ortaya koymuştur. 1- Ortalama 3 km yüksekliğe sahip okyanus ortası sırtlar, 2- Bu sırtları birbirine göre ötelemiş olan transform faylar ve 3- Ada yayları ile bazı kıt a kıyılarına paralel olan hendek lerdir.

31

32 Sırtlar üzerinde sığ odaklı depremler oluşmakta ve aktif volkanizma görülmektedir. Isı akışı, sırtın her iki yanında önce hızlı sonra da yavaş azalma göstermektedir. Hendeklerde; sırtların aksine kalın tortullar ve çok düşük ısı akısı görülmektedir. Bu kesimler de, deprem odak derinlikleri 700 km ye kadar inmektedir.

33 Iraksak levha sınırları, okyanus ortası sırtlarda görülen ve yeni okyanussal kabuğun sürekli oluştuğu sınırlardır. Buralarda kabuk kalınlığı oldukça incedir. Yüksek ısı akısı değerlerinin görülmesine neden olan alttan gelen sıcak ve akışkan manto malzemesi, yüzeye çıkarak yukarı çıkarak sırtın her iki tarafına simetrik olarak yayılır. Sırt parçalarının genişliği en fazla 20 km kadardır ve yılım hızı 1-9 cm/yıl arasındadır.

34 Sırtın iki tarafında sırttan eşit uzaklıktaki iki noktanın yaşları, dolayısıyla manyetik kutuplanmaları aynıdır. Birbirinden ayrı iki sırt arasında ötelenme denilen bir tür itme hareketi görülmektedir. Bu ötelenme, yanal atımlı faylanma ( transform fay) aracılığı ile ortaya çıkar. Orta Atlantik sırtı ve Pasifik sırtı uzaklaşan levha sınırlarıdır. İşte okyanus ortasında meydana gelen bu yayılma, levha tektoniğinin başlamasına neden olur.

35

36 Litosferin astenosfer üzerine yapmış olduğu basınç nedeniyle, bulabildiği çatlaklardan yeryüzüne ulaşmaya çalışan magma, yer yüzeyine okyanussal kabuktan çıkmaktadır. Magmanın, kalınlığı km olan kıtasal kabuğu delip yukarı çıkması oldukça zordur. Oysa kalınlığı 5-10 km arasında olan okyanussal kabuk magmanın yükselmesi için daha uygundur. İşte magma okyanussal kabuk içindeki kırık ve çatlaklardan yükselerek yukarı çıkmakta ve okyanus tabanına yayılmaktadır.

37 Deniz suyu ile temasa geçerek soğuyan magma katılaşır. Böylece okyanussal kabuğa yeni eklenmeler olur. Eklenme oldukça yavaş olduğu için yeni çıkan magma, yayılma merkezi ve yakın çevresinde bir yayılma ve birikme meydana getirir. Bu birikme zamanla sırtlar şeklinde ortaya çıkar. Bu sırtlara okyanus ortası sırtlar adı verilir.

38 2- Yakınsak levha sınırı: İki levhanın birbirine yaklaşarak çarpıştıkları levha sınırıdır. Deniz tabanı yayılması sonucunda başka levhalarla çarpışmaktadır. itilen levhalar

39

40 Böylece yeryuvarının herhangi bir yerinde başlayan açılma, jeolojik sürecin son aşamasında çarpışmayla karşılanmaktadır. Yer kabuğundaki en büyük deformasyonlar bu tip çarpışmaların sınırlarında görülür. Kıt asal ve okyanusal levhaların birbirleriyle çarpışması üç tür yakınsak levha sınırında oluşturur.

41

42

43

44 OKYANUS ÇUKURLARI Bir okyanussal levha dalma zonu içine girdiğinde önce 100 km den büyük bir kısmı ile aşağı doğru bükülür, sonra tekrar doğrularak dik açı ile astenosfer içine batar.

45 Genellikle dalan levhanın bükülen bölgesi ile üzerinde bulunan levha arsında büyükçe bir boşluk bir çukurluk gelişir. Özellikle okyanussal levhanın daldığı yerlerde belirgin bir topoğrafik şekil olan okyanus çukurları meydana gelir. Bilinen en derin çukur Mariana çukurudur. ( metre)

46

47

48

49 LEVHA ÇARPIŞMALARI ÜÇ DEĞİŞİK BÖLGE ARASINDA GERÇEKLEŞMEKTEDİR. 1- Okyanussal levha-karasal levha 2- Karasal levha karasal levha 3- Okyanussal levha - okyanussal levha

50

51 Okyanusal Kabuk-Kıt asal Kabuk Çarpışması: Bu olay kıt asal ve okyanusal kabukların karşı karşıya gelmesi sonucunda gerçekleşir. Okyanus kabuğa oranla astenosfer üzerinde çok daha iyi yüzebilen kıt asal kabuk, çarpışma sırasında üstte kalır.

52 Bunun nedeni okyanusal kabuğun yoğunluğunun kıt asal kabuğa oranla daha fazla olmasıdır. Karşılaşan iki kabuktan okyanusal kabul yavaş yavaş kıt asal kabuğun altına dalmaya başlar. Alta dalan okyanusal kabuk maksimum 700 km derinliğe inebilir. Dalan okyanusal kabuk bu derinlikler de aşırı ısı nedeniyle eriyerek tekrar magmaya karışır. Bu olaya yitim adı verilir..

53 Deniz tabanı yayılması sonucunda oluşan yeni kabukla yitim sonucunda eriyerek magmaya karışan malzeme birbirini dengelemekte, böylece yeryüzünün alanı değişmeyerek hep aynı kalmaktadır.

54 Dalan levhanın bükülme bölgesi ile üzerinde bulunan levhanın arasında kalan boşlukta çok derin çukurlar oluşur. Bu çukurlara okyanus çukurları adı verilir. Yitim zonlarında kıt asal kabukta meydana gelen yay volkanizması ile volkanik dağlar oluşur.

55 Okyanusal Kabuk- Okyanusal Kabuk Çarpışması: Deniz tabanı yayılması sonucunda her iki tarafa eşit olarak yayılan magmatik malzeme geniş alanlar da birikir. Bu malzeme deniz suyunun etkisi ile soğuyarak büzülmeye ve hacimce daralmaya başlar. Milyonlarca yıl süren bu olay sonucunda üstündeki ağırlığı kaldıramayan ince okyanusal kabuk, bir noktadan kırılır ve magmaya doğru dalma eğilimi gösterir.

56 Böylece iki okyanusal kabuk parçası birbiriyle karşılaşmış olur. Bu karşılaşma sonucunda açılma merkezine bağlı olarak ilerleyen aktif okyanussal kabuk, pasif okyanussal kabuğun altına dalar.

57 Kıt asal Kabuk- Kıt asal Kabuk Çarpışması: Okyanussal kabuğun her iki tarafında kıt asal kabuklar yer almaktadır. Yitimin ikinci aşamasında, bir okyanusal kabuğun başka bir okyanusal kabuk altına dalmaya başlaması ile birlikte kıt asal kabuklar önceki hareketin tersine birbirlerine yakınlaşmaya başlarlar.

58 Jeolojik süreçte okyanusal kabuğun dalarak tamamen yok olması ile iki kıt asal kabuk birbiriyle çarpışır. Sıkışma rejimi, düşük yoğunluk nedeniyle batamayan kıt asal kabuğu kalınlaştırır. Kalınlaşan kabuk orojenik dağ sıralarını oluşturur.

59 Geçişli (transform) levha sınırları: Geçişli levha sınırlarında iki levha, bir kırık boyunca yanal hareketlerle birbirlerinin yanında kayar. Uzunlukları küresel ölçekte çok büyük olup doğrultu atımlı faylara benzer. Ancak hareket mekanizmaları biraz farklıdır.

60

61

62 Levhalar birbirine teğettir ve aralarında bir yitim zonu yoktur. Transform olaylarında, kayma hareketi fayın her iki ucunda bindirme ve yayılma gibi başka hareketlere dönüşür. Transform fayların yalnız iki sırt parçası arasında kalan kısmı aktiftir. Sırt parçalarının uçları dışında kalan kısımlar ise pasiftir.