BÖLÜM 5 JEOLOJİK YAPILAR
GİRİŞ Dünyamızın üzerinde yaşadığımız kesiminden çekirdeğine kadar olan kısmında çeşitli olaylar cereyan etmektedir. İnsan ömrüne oranla son derece yavaş olan bu hareketlerin çoğu gözle izlenebilir nitelikte değildir. Depremler ve volkanlar bu hareketlerden insan hayatına etki eden ve gözlemlenebilen iki tanesidir. Dünyanın iç kesiminde meydana gelen ve enerjisini dünya içindeki ısıdan alan bu hareketlerin tümü İç Dinamik adı ile bilinir. Volkanlar Faylar ve Kıvrımlar
KABUK DEFORMASYONU Dünyamız dinamik bir gezegendir. Tektonik güçler kayaçları deforme ederek görkemli dağ oluşumlarına sebebiyet verirler.
KAYAÇLARA ETKİYEN KUVVETLER Kayaçlar bulundukları basınç ve ısı değerine göre gevrek veya sünek davranış gösterirler. Yeryüzü koşullarında gevrek olan çoğu kayaçlar yerkabuğu derinliklerinde ısı ve basıncın etkisiyle sünek özellik gösterirler. Bu olaylarda zamanın önemi de büyüktür. Kayaçlar üzerine etkiyen kuvvet ani ve fazla ise kayaç gevrek, yavaş ve uzun süreli ise sünek davranış sunar. Bir cisme etki eden kuvvetler bir En şiddetli kuvvet yönü birlerine dik yönde 3 ana bileşene ayrılırlar. Orta şiddetli kuvvet yönü En düşük şiddetli kuvvet yönü Sıkışma esnasında kayaç içerisindeki moleküller en büyük kuvvet ekseni boyunca sıkışırken, en düşük kuvvet ekseni boyunca şişerler. Orta şiddetli kuvvet ekseni boyunca hareket olmaz. Bu 3 eksen yönü haricindeki yönlerde atomlar birbirlerine göre kayarlar ve buralarda makaslama kuvveti gelişir.
KAYAÇLARA ETKİYEN KUVVETLER Sıkışma kuvvetleri sonucunda kayaçlarda genellikle kıvrımlar gelişirken, çekme kuvvetleri etkisi altında ise faylar oluşmaktadır. Makaslama kuvvetleri altında kayaçların davranışı
DEFORMASYON ŞEKİLLERİ Kayaçlarda deformasyon iki şekilde gelişir: KIVRIMLANMA ve KIRILMA KIVRIMLAR FAYLAR
KIVRIMLAŞMA Tabakalı kayaçlarda basınç etkisiyle oluşan dalga şeklindeki yapısal değişikliklere kıvrım denir. Kıvrım boyları 5-10 cm ile birkaç km arasında değişir. Kıvrımların büyüklüğü kıvrılan tabaka serilerinin kalınlığıyla ilişkilidir. Kıvrımlar genel anlamda iki ana grupta toplanırlar: Senklinal Antiklinal
KIVRIMLAŞMA Kıvrımların iki kanadı bulunmaktadır. Kanatların birleştiği doğruya kıvrım ekseni, kıvrımı oluşturan tabakaların eksenlerini birleştiren düzleme ise eksen düzlemi denir. Eksen düzlemi Kıvrım ekseni Kıvrım kanadı Kıvrım kanadı
KIVRIMLAŞMA Eksen düzlemleri Eksen Kıvrım eksenleri Antiklinal Senklinal Antiklinal
KIVRIMLARIN GEOMETRİK SINIFLAMASI Simetrik Kıvrım Asimetrik Kıvrım Devrik Kıvrım Simetrik Kıvrım: Eksen düzlemi düşey veya eğik, kanatların eğim açıları eşit ve zıt yönde Asimetrik Kıvrım: Eksen düzlemi düşey veya eğik, kanatların eğim açıları farklı ve zıt yönde Devrik Kıvrım: Eksen düzlemi eğik, kanatların eğim açıları farklı ve aynı yönde
KIVRIMLARIN GEOMETRİK SINIFLAMASI Dalım Dalımlı Kıvrım: Kıvrım ekseni eğik olup bir noktada kapanan kıvrımlardır. Basitçe bir huninin yarım kısmı şeklinde görülürler Monoklinal Kıvrım: Faylar genellikle basınç kuvveti uygular ve gelişen düşey yer değiştirme fayın bir tarafında kıvrımların oluşmasına neden olur. Bu tür kıvrımlara monoklinal kıvrım adı verilir.
KIVRIMLARIN GEOMETRİK SINIFLAMASI Kapalı antiklinal: Kıvrım eksenleri iki uçta da dalımlı olan antiklinallerdir. Kapalı senklinal: Kapalı antiklinallerin tersi durumunda, ekseni iki uçta da merkeze eğimli olan senklinallerdir.
Dalımlı antiklinalin kıvrım ekseni Eksen düzlemi Dalımlı senklinalin kıvrım ekseni En genç Formasyon En yaşlı Formasyon Eksen düzlemleri
?
FAYLAR Kırıklı yapılarda kırık yüzeyinin iki tarafındaki bloklar birbirlerine göre herhangi bir yönde kaymışlarsa bu tür kırıklı yapılara fay adı verilir. Fayların birkaç mm den 1000 lerce km uzunluğa kadar olanları mevcuttur. Fay düzlemlerinin yeryüzü ile arakesitlerine fay izi adı verilir.
FAYLARIN GEOMETRİK ÖĞELERİ Fay aynası: Deformasyon sonucu kayaç taneleri arasındaki kohezyonun olmadığı kırık düzlemine fay aynası denir. Fay blokları: Fay aynasının iki tarafında kalan kayaç kütleleridir. Fay düzlemi eğik yada yatay ise bunun üzerindeki bloğa tavan bloğu, altındaki bloğa taban bloğu adı verilir. Fay düzlemi düşey ise tavan ve taban bloğu oluşmaz.
FAYLARIN GEOMETRİK ÖĞELERİ Kayma Çizikleri: Fay blokları birbirine göre kayarken, bunların sürtünmesinin etkisiyle fay aynası üzerinde, kayma doğrultusunda ve birbirine paralel çizikler oluşur. Bunlara kayma çizikleri denir. Fay Çentikleri: Fay düzlemi üzerinde, kayma etkisiyle oluşmuş tırnak biçimli çentikler oluşur. Çentiklerin açık tarafı kayma yönünü gösterir.
FAYLARIN GEOMETRİK SINIFLAMASI NORMAL FAY DOĞRULTU ATIMLI FAY TABAN BLOĞU TAVAN BLOĞU TABAN BLOĞU TAVAN BLOĞUNUN ÜSTÜNE DOĞRU HAREKET EDER İKİ BLOK DÜŞEY BİR FAY DÜZLEMİNDE YANAL HAREKET EDER SIKIŞMA YÖNÜ TERS FAY TAVAN BLOĞU SIKIŞMA YÖNÜ TABAN BLOĞU TAVAN BLOĞU TABAN BLOĞUNUN ÜSTÜNE DOĞRU HAREKET EDER
FAYLARIN GEOMETRİK SINIFLAMASI Fay düzlemi Ters fay Doğrultu atımlı fay Normal fay Fay düzlemi Eğik atımlı (Oblik) fay
Çekme gerilmesinin etkisinde kalan bölgelerde genel anlamda normal faylar gelişir. Bu bölgelerde normal faylara bağlı olarak gelişen ve iki normal fay arasındaki yükseltilere Horst, çöküntülere Graben adı verilir. GRABEN Şekilde görülen dağ zincirinde yükselti alanları horstlar çöküntü alanları grabenlerdir. GRABEN
Bindirme Fayı Prekambriyen Kireçtaşı Kretase şeyli Ters fay Tektonik pencere Klip Düşük açılı (10 ila 35 derece-fay düzleminin eğim açısı) bir ters fay (bindirme fayı) ile yaşlı kayaçlar genç kayaçların üzerine yerleşmişse, zamanla aşınma ve erozyon olayları sonucu, üstteki aşınan birimlerin altında daha genç olan birimler açığa çıkar. Bindirme fayları sonucu bu şekilde açığa çıkan genç birimlere tektonik pencere (window) denir. Bindirmenin başlangıcında kapalı olan örtü kayaçları (nap) zamanla ve aşınma etkisiyle çok sayıda parçaya bölünür ki bunlara da klip (klippe) adı verilir.
DEPREMLER San Andreas Fayı Depremler genel anlamda fayların hareketlenmesi neticesinde oluşur. Katı ve rijit litosfer bloklarının kırılması ve kaymaları sonucu açığa çıkan elastik deformasyon enerjisinin oluşturduğu titreşim hareketlerine deprem adı verilir. Kısa ve öz olarak deprem yeryüzünde duyulan ve doğal kökenli yer sarsıntıları olarak da tanımlanabilir. Depremler çoğunlukla yer kabuğunda ve daha az oranda üst mantoda oluşur ve büyük faylara bağlı olarak onların hareketi sonucunda meydana gelirler.
DEPREMLER Depremler levha tektoniği kuramıyla yakından ilişkilidir ve genel anlamda kıta kenarlarında şiddetli depremlere rastlanır (Kırmızı noktalar deprem odak noktalarıdır).
PLAKA TEKTONİĞİ Bilim adamları asrımızın 2. yarısında dünya üzerinde bulunan kıtaların tek bir bütün olmadığını aksine parçalar halinde bulunduğunu ve bu parçaların çok yavaş olarak astenosfer üzerinde hareket ettiklerini ortaya koymuşlardır.
PLAKA TEKTONİĞİ Dünyanın çehresi, oluşumundan beri sürekli olarak ve yavaş yavaş değişe gelmiştir. Ergimiş halde bulunan manto üzerindeki kabuk tek ve bütün bir parçadan ibaret değildir. Plaka veya levha adı verilen bu kabuk parçacıkları sürekli hareket halindedir. Dünyanın kırılgan olan dış tabakasında bulunan plakaların kendi sınırları boyunca birbirlerine göre yaklaşması, uzaklaşması ve yanal hareket etmesi olaylarının tümü PLAKA TEKTONİĞİ TEORİSİYLE açıklanır.
KONVEKSİYON AKIMLARI TEORİSİ Dünyamız sürekli olarak ısı kaybetmektedir. İç kesimlerde yüksek olan yer sıcaklığı konveksiyon akımları ile yukarıya taşınmakta, yukarıda soğuyan kesim yoğunluğu arttığı için tekrar aşağı dönmekte böylece sürekli bir döngü sağlanmaktadır. KURAL Isınan maddeler yükselir. Soğuyan maddeler alçalır. Dünyamızın mantosu içerisindeki konveksiyon akımları içerisinde su kaynayan bir kapla kıyaslanabilir. Alttaki ısı kaynağı tarafından ısıtılan suyun yoğunluğu azalmakta, bu nedenle de yukarıya hareket etmektedir. Yüzeye çıkan su soğumakta, yoğunluğu artarak bu defa aşağıya hareket etmektedir.
KONVEKSİYON AKIMLARI TEORİSİ Yeryuvarın her bölgesinde ısı aynı değildir. Yerin içi ile yeryüzünün sıcaklığı arasındaki ısı farkı yerin manto kesiminde yılda birkaç cm hızla hareket eden bir konveksiyon akımı oluşturmakta ve bu hareket yer kabuğunu etkilemektedir. Aşağıdan yukarıya ve yukarıdan aşağıya hareket eden bu akıntılar ya termik farklılıklardan yada gravitasyon etkisiyle oluşurlar. Mantoda sıcak ve ergiyik halde bulunan magma Yayılma merkezi konveksiyon akımları sonucunda yükselir ve yayılma merkezinden iki yana doğru eşit miktarda yayılır. Levha sınırları boyunca meydana gelen bu hareketlenme konveksiyon akımlarının bir sonucudur.
PLAKALARIN HAREKET MEKANİZMASI Yeryuvarının yapı ve hareketlerini bir bütün olarak konu alan PLAKA TEKTONİĞİ kavramına göre, yerin dış kısmını oluşturan 70-100 km kalınlıkta ve rijit özellikteki litosfer, 7 büyük ve birkaç küçük parçacıktan meydana gelmiş olup, bu levhalar Üst Mantonun yumuşak ve kısmen akıcı bir bölgesi olan Astenosfer üzerinde hareket halinde bulunmaktadır. Birbirleriyle ilişkili olarak hareket eden plakaların sınırları yeryüzünde birkaç yıl içinde meydana gelen depremlerin odak noktalarının dağılımları ile belirlenmektedir. Plaka sınırları boyunca meydana gelen bu hareketler 3 ana başlıkta toplanabilir. Plaka Plaka Plaka Plaka Plaka Plaka Uzaklaşan Levha Sınırlar Yaklaşan Levha Sınırlar Transform Faylı Levha Sınırlar
DEPREM ÇEŞİTLERİ Transform faylar.. x x x x x x x. x Sığ depremler Derin depremler.. Magma yükselimi Depremler karalarda meydana gelebildiği gibi denizlerde de meydana gelebilir. Bu tür depremlere deniz depremleri adı verilir. Büyük depremlerden önce kaydedilen küçük depremlere öncü, depremlerden sonra devam eden sarsıntılara artçı depremler denir. Odak derinliği 60 km ye kadar olan depremler sığ, 60-300 km arasında olanlar orta derinlikte, 300 km den derinde olan depremler derin depremler olarak adlandırılırlar. Depremlerin büyük çoğunluğu sığ odaklı depremlerdir.
1 2 Fay ELASTİK KIRILMA TEORİSİ Fayların ve bunlarla ilişkili depremlerin oluşumu elastik kırılma teorisiyle açıklanır. 1. Bu teoriye göre, yerkabuğunda kayaçlara bir zayıf zon düzleminin her iki tarafında ve farklı yönlerde kuvvetler etkidiğinde kayaç kütlesi önceleri elastik olarak davranır ve deformasyon enerjisini depolar. 2. Bu kuvvetler kayaçlar üzerinde deformasyona sebep olarak kayaçta yapısal değişikliklere neden olur. 3 3. Biriken enerji kayaç kütlesinin elastik kırılma direncini aşınca kayaç çok kısa zaman aralığında kırılır ve kırılmayla beraber bu düzlem boyunca gerilme sıfıra indirgenene kadar her iki blok kayar. Depolanmış olan elastik deformasyon dalgalar halinde yayılarak depremlere neden olur.
DEPREM DALGALARI Episentır Dalga yüzü Odak Deprem enerjisinin ilk boşalmaya başladığı yer (kırılma noktası), aynı zamanda sismik dalgaların kaynak noktası, depremin odak noktası (hiposantır) olarak tanımlanır. Kırılma ve kayma yaklaşık 3.5 km/sn hıza ulaşarak yüzlerce km lik boyutlar kazanabilir. Odak noktasının yeryüzüne izdüşümü merkez üstü (episentır) olarak adlandırılır. Bu nokta depremin en çok hissedildiği ve en çok hasar verdiği yerdir.
DEPREM DALGALARI Sismograf Cisim dalgası Yüzey dalgası İlk P dalgası İlk S dalgası 1 dak. Önce ZAMAN Sonra Deprem dalgaları sismograf adı verilen aletlerle ölçülür. Bu alet tarafından yapılan kayıtlara ise sismogram adı verilir. Sismogramlar incelenerek deprem dalgaları hakkında bilgiler elde edilir. Deprem kayıtlarında 3 çeşit deprem dalgası kayıt edilir. 1. P Dalgaları 2. S Dalgaları 3. L dalgaları
DEPREM DALGALARI Deprem merkez üstü S dalgası gölge zonu P dalgası S dalgası P dalgası S dalgası Boyuna (Longitudinal) Dalgalar: Boyuna dalgalar ses dalgaları gibi kompresyon ve dilatasyon dalgalarıdır. Bu dalgalar geçerken yerkabuğundaki zerrelerin titreşim doğrultusu dalganın yayılma doğrultusu ile aynıdır. Bunlar adeta bir akordeon gibi hareket ederler, hızları saniyede 7-8 km dir. Rasathanelere gelen ilk dalgalar olduğu için Latince Undae Primae anlamına gelen P harfi ile gösterilir ve P dalgaları diye isimlendirilir. Bunlar katı, sıvı ve gaz halindeki maddeler içinde yayılabilirler. Bunun için P dalgaları dünyanın iç tabakalarından hızlarını değiştirerek geçerler. Yıkım etkisi düşüktür.
DEPREM DALGALARI Deprem merkez üstü S dalgası gölge zonu P dalgası S dalgası P dalgası S dalgası Enine (Trasversal) Dalgalar: Enine dalgalarda, yerkabuğundaki zerrelerin titreşimleri dalganın yayılma doğrultusuna diktir. Bunlar rasathanelere ikinci olarak geldiklerinden Undae Scundae anlamına gelen S harfi ile gösterilir ve S dalgaları denir. (hızı P dalgasının %60-70 arasındadır.) Enine dalgalar katı cisimlerden geçer, fakat sıvı özelliğini gösteren ortamlarda meydana gelmezler. Bunun için S dalgaları dünyanın çekirdeğinden geçmezler. Yıkım etkisi büyüktür.
DEPREM DALGALARI Deprem merkez üstü S dalgası gölge zonu P dalgası S dalgası P dalgası S dalgası Yüzey Dalgaları: Diğer dalgaların yerin içinde yansımasından sonra yüzeye çıkması ile meydana gelen dalgalardır. Hızları azdır, rasathanelere en son gelen dalgalardır. Genlikleri büyük ve periyotları uzun olduğundan en çok yıkıntılara sebep olurlar. L harfi ile gösterilir ve L dalgaları denir. Depremlerde esas hasarı yapan dalgalardır. Bu dalgalar Rayleigh ve Love dalgalarıdır. Love dalgaları; yeri yatay düzlemde hareket ettirir ve en hızlısıdır. Rayleigh dalgası ise göl üzerine taş atılınca suyun halka halka yayılması şeklinde oluşur.
DEPREM DALGALARI
DEPREM DALGALARI P dalgası. S dalgası Yüzey dalgası
TÜRKİYE NİN DEPREMSELLİĞİ Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından 1996 yılında hazırlanan 1/1 000 000 ölçekli Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası
TÜRKİYE NİN DEPREMSELLİĞİ I. derece deprem bölgeleri; başta Kuzey Anadolu ve Güneydoğu Anadolu fay kuşakları boyunca uzanan sahalar ile Ege Bölgesi ve Göller Yöresi ni kapsar. II. derece deprem bölgesi; I. derece deprem bölgelerinin çevresini kuşatır. III. ve IV. Derece deprem bölgesi; Trakya nın kuzeyi, Karadeniz kıyıları. İç Anadolu nun çevresi ile Güneydoğu Anadolu nun güneyi kapsar. V. Derece deprem bölgesi; Tuz Gölü ile Akdeniz kıyısı arasındaki saha deprem tehlikesinin en az olduğu. Ülkemizde başlıca deprem kuşakları şunlardır: a)kuzey Anadolu Deprem Kuşağı: Türkiye nin kuzey kesiminde doğu-batı doğrultusunda uzanan kuzey Anadolu deprem kuşağı yaklaşık 1500 km uzunluğa sahiptir. Marmara Bölgesi nde; Saros Körfezinden başlar, Doğu Anadolu Bölgesi ndeki Aras Vadisi ne kadar uzanır. b)güneydoğu Anadolu Deprem Kuşağı: İskenderun Körfezi nden Van ın doğusuna kadar bir yay çizerek uzanır. Hatay, Kahramanmaraş, Adıyaman, Malatya, Elazığ, Bitlis ve Van bu kuşaktır. c)batı Anadolu Deprem Kuşağı: Ege Bölgesi ndeki Bakırçay, Gediz, Küçük ve Büyük Menderes çöküntü ovaları boyunca uzanan bazı diri fay hatları bulunmaktadır. Bu deprem kuşağı; Ayvalık, Dikili, İzmir, Aydın, Denizli, Isparta ve Akşehir in içine alır.
TÜRKİYE NİN DEPREMSELLİĞİ Hasar Yapıcı Depremler (1900-2009)
TÜRKİYE NİN DEPREMSELLİĞİ
ÇATLAKLAR Bir kayaç kütlesi kırılma sonucu kırık yüzeyi boyunca iki bloğa ayrılır. Bu bloklar arasındaki kırılma yüzeyi boyunca dikkati çekecek kadar açıklık meydana gelmemişse ve bloklar birbirine göre kaymamışlarsa, bu tür kırıklara çatlak adı verilir. Çatlakların boyutları birkaç mm den bir yüz metreye ulaşabilir.
ÇATLAKLAR Çatlakların yeryüzü ile arakesitine çatlak izi adı verilir. Birbirine az çok paralel olan çatlaklardan oluşan çatlak topluluğuna çatlak takımı, birbirini kesen konumdaki çatlak takımlarının oluşturduğu çatlak topluluğuna da çatlak sistemi adı verilir. Çatlak topluluklarının tektonik analizleri ile bölgeyi geçmişten günümüze kadar etkilemiş olan tektonik kuvvet ve hareketler hakkında bilgiler elde edinilmiş olur. Çatlaklar Paralel çatlaklar çatlak takımlarını, farklı paralellikteki sistemler ise çatlak sistemlerini oluşturur.