Bugn X Blm 2 Yeryuvarnn zellikleri ve Kayalar

Bugün: X Bölüm 2 Yeryuvarının Özellikleri ve Kayaçlar

Jeolojinin Tarihçesi F Eski görüşler F Katastrofizm F Modern jeolojinin doğusu

Jeolojinin Öncüleri

Jeolojinin Öncüleri

Nicola Steno – 1638 - 1686 1669 -Niels Stensen (Steno) Forerunner adlı makalesi, Tuscany bölgesinin jeolojik kesitlerini içerir, sedimanların yatay tabakalar halinde çökeldiğini ortaya koyana önemli gözlemler vardır. Robert Hooke (1635 -1703) 1668 -Robert Hooke Royal Society’de yaptığı sunumda depremleri, oluşumlarını, fosillerin bulunuşunu ve taşların içinde oluşumunu anlatmı, kilisenin etkisinde kalarak oluşan görüşlere karşı çıkmıştır William Smith (1769 -1839) 1815 -çoğunlukla fosiller ve bunların tanınması ile ilgilenmiştir, İnşaat Müh. William Smith İngiltere, Galler ve İskoçya’nın büyük bir bölümünün jeoloji haritasını hazırlamıştır. Bu şu ana kadar yapılan en büyük alana ait jeolojik haritadır. Dört yıl sonra, Smith tutuklanarak hapse gönderilmiştir.

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş Bilimsel Çalışmanın Doğası F Hipotez F Teori F Bilimsel yöntem

Bilimsel Çalışmanın Doğası Dört temel adım: 1) Verilerin toplanması (gözlem/ölçüm) 2) Hipotez geliştirilmesi (bir yada daha çok) 3) Hipotezin test edilmesi 4) kabul/düzenleme/red

Dünyanın Oluşumu

Dünyamız Gezegenler

Buradayız!

Dünyanın Oluşumu – Büyük Patlama ve Nebula Teorisi Ünlü Alman filozofu Immanuel Kant tarafından 1755 de ortaya atılan bu teoriye göre güneş sistemi dönerek hareket eden gaz ve toz bulutlarının yoğunlaşması ile oluşmuştur. Son yıllarda bilhassa astronomlar tarafından elde edilen bulgular bu eski teoriyi yeniden gündeme getirmiştir. Buna göre güneş sistemini oluşturan gaz ve bulutlar yavaşça dönerken gravite etkisi ile büzüşmüş, bu büzüşme dönme hızını arttırmış, bu hızlı dönme ise bulutların yassılarak bir disk şekline gelmesine neden olmuştur. Aşağıdaki şekillerde bu evrim sırası ile gösterilmiştir. Başlangıçta saçılmış, kabaca küresel biçimli, yavaşça dönen nebula büzüşmeye başlamıştır Büzüşme ve dönme sonucunda düz, hızlı dönen bir disk gelişmiştir. Merkezde yoğunlaşan malzeme proto Güneşi oluşturacaktır.

Dünyanın Oluşumu – Büyük Patlama ve Nebula Teorisi Gaz ve kül parçacıkları birbirine çarparak birbirlerine yapışmaya başlamışlardır Çarpışarak yapışan parçalar giderek büyümüş ve neticede gezegenler meydana gelmiştir

Güneş Sistemimiz Kayalık (İç) Gezegenler Gazsı (Dış) Gezegenler Güneşe yakın ve uzak yörüngeye sahip gezegenler farklı yapıdadırlar. Güneşe yakın olan iç gezegenler (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) küçük ve kayalıktır. Bunlar güneşe yakın olduklarından içlerindeki gazlar uçarak ayrılmış geriye yoğun malzeme kalmıştır. İç gezegenlerden kaçan uçucu maddeler dış gezegenler (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) tarafından tutulmuştur. Bu gezegenler son derece iri olup kayalık benzeri bir çekirdeğe ve başlıca helyum ve hidrojenden oluşan bir dış kesime sahiptirler. Bir dış gezegen olan Plüto ise güneşten en uzak yörüngeye sahip olmasına rağmen donmuş gaz, buz ve kaya karışımından oluşmaktadır.

Kayaç İçeren (İç) Gezegenler • Küçük boyutlu ve güneşe en yakın • Katı yüzeye sahiptir • Yoğun mineraller içerir Mars

Gazsı (Dış) Gezegenler • Büyük boyutlu, güneşe en uzak • Gazsı yüzey, sıvı/katı çekirdek. Satürn

Yeryuvarının Genel Özellikleri Gezegen Olarak Yeryuvarı F Güneş çevresinde 365 gün 5. 48’ 46’’ F Güneşe en yakın 3 Ocak-146. 4 milyon km F Güneşe en uzak 4 Temmuz-151. 2 milyon km F Ortalama uzaklık 150 milyon km F Güneşe en yakın iken hızı en fazla, en uzak olduğu zaman en az, ortalama 30 km/sn F Şekli ve boyutları F 16 YY Macellan tarafından yuvarlak olduğu savı F Ekvatordaki yarıçapı 6378. 4 km F Kutuplardaki yarıçapı 6359. 9 km

Bölüm 1: Jeolojiye giriş Dünyaya Bakış F Hidrosfer F Atmosfer F Biyosfer F Katı Yerkabuğu

Dünyamız Gezegenler

Hidrosfer Dünyanın suyla kaplı alanları l Okyanuslar (en çok orana sahip) Yer yüzeyinin % 71’i l Nehirler, göller, buzullar, yeraltı suları l Atmosfer

Atmosfer Dünyanın yüzeyini çevreleyen hava tabakası l Güneş ısısı & UV ışınlardan korur l Hava: enerji değişimine bağlı olarak Yer yüzeyi & atmosfer arasında Atmosfer & daha dış uzay arasında 95 -100 km gazlar homojen 80 km’ye kadar en çok azot %78, oksijen %21, argon %0. 934 ve karbondioksit % 0. 033 Az miktarda H, metan, azoksit, ozon Büyük kentlerin üzerinde kükürtdioksit, azotdioksit ve amonyak

Yerin atmosferi ince ve kırılgan bir tabakadır.

Litosferi saran tabaka ATMOSFER’dir. Gazların bileşimi volkanik patlamalar ve bitki solunumu ile açığa çıkmaktadır.

Volkanlardan çıkan gazlar ayrıca yeryüzünde okyanuslardaki suyun da oluşumuna yardım eder. HİDROSFER’in ilksel oluşumunu sağlar. Litosfer, Atmosfer ve Hidrosfer birlikte BİYOSFER’i oluşturur.

Hipsografik Eğri Toplam alandaki yüzdesi Hipsografik eğri yerkabuğunun en yüksek noktası ile en derin noktası arasındaki hayali çizgidir. Bu çizgi üzerinde yerkabuğundaki değişik özelliklere sahip yüzey şekilleri bulunur.

En Dıştaki Katmanlar • Atmosfer – gazlar, Yer kütlesinin < % 0. 01 • Hidrosfer – yeryüzünün % 71’ini kapsar • Biyosfer – Yeryüzüne yakın alanlardaki tüm süreçleri kapsar

Texas / Louisiana shelf Florida shelf Graphic: W. Bryant copyright Mexico Körfezi • Derin su önü • Karmaşık jeoloji • Deniz tabanı afetleri

Biyosfer Dünya üzerindeki tüm yaşam l Yer yüzeyine yakın kesimlerde yoğunlaşmıştır l Atmosfer, hidrosfer ve katı yer kabuğu ile yakın ilişkisi vardır

Yeryuvarı • Jeoloji nedir? – Jeoloji yerin alt sistemlerini inceleyen bilim dalıdır. Bunlar; – Atmosfer – Biyosfer – Hidrosfer – Litosfer – Manto – Çekirdek

Yerin İç Yapısı

Kabuk boyunca sondaj!

Bölüm 2: Yeryuvarının Özellikleri Kabuk • • • Manto üzerinde yüzer konumda bulunur Çünkü daha az yoğunluğa sahiptir Yüzer konumlu kabuk aşağı doğru hareket eder Kabuk yukarı doğru itilir. Kuvvetlerdeki bu denge durumuna izostasi denir

Katı Yer Kabuğu l Gezegenin geri kalanı

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş Yerin İçi 3 ana bölüm: kabuk Okyanusal 0 -6 km (“genç”, < 180 m. y. ) Kıtasal 0 -34 km (yaşlı, 3. 8 b. y. kadar) manto Üst 34 -670 km Alt 670 -2900 km çekirdek Dış (sıvı) 2900 -5160 km İç (katı) 5160 -6370 km

Yeryuvarının en dış kesimi jeolojik olarak en aktif bölgedir Depremler, volkanlar, dağ ve okyanus oluşumları gibi büyük jeolojik süreçler burada gelişir Üst mantonun bir bölümünü ve tüm kabuğu içerir. Bu bölge LİTOSFER (kayaç tabakası) olarak adlandırılır.

Litosfer çok kuvvetli fakat kırılgan bir tabakadır. Yerin yaklaşık dış 100 km’lik bölümünü oluşturur. Kıtaların olduğu yerlerde daha kalın, okyanus tabanlarında Daha incedir. Litosferin altında ASTENOSFER bulunur (zayıf tabaka).

Astenosfer Üst mantonun bölümüdür. Astenosfer sıcak, yumuşak ve plastik bir malzeme gibi davranır. Zayıftır, yavaş ve akıcıdır, henüş katılaşmaya yüz tutmuş kayaç içerir. Genellikle yer yüzeyinin 100 - 350 km altına kadar iner.

Yer İçi • Izostasi – kabuk kendisini çevreleyen kabuksal materyallerle denge halindedir & manto üzerinde yüzer (floats) konumdadır.

Yer içinin alt bölümleri Bu üç ana tabakanın alt bölümleri de vardır. Kabuk; OKYANUSAL KABUK (kahverengi) KITASAL KABUK (yeşil). Okyanusal kabuk (8 -10 km) incedir, yoğundur ve Okyanusal havzaların altında (mavi) bulunur. Kıtasal kabuk daha kalındır (20 -70 km), düşük yoğunluktadır ve kıtaların büyük bölümünü oluşturur. Kabuk mantonun en üst bölümü üzerinde bulunur.

Litosfer ve Manto • Litosfer – kabuk ile mantonun en üst bölümünü içerir • Astenosfer – mantonun üst bölümünü içerir Sial ve Sima grubu kayalar!

Yeryuvarının Fiziksel Özellikleri • Yoğunluk • Sismik dalgaların yayılımı • Basınç • Sıcaklık • Derinlik

Döngü/çevrim – enerji ve nedeninin sistemler arasındaki hareketidir Biyosfer Litosfer Hidrosfer Atmosfer

Yerin Ana Döngüleri • Hidrolojik, kayaç ve tektonik döngüler birbirine bağlanmıştır (enerji ve nedenlerini değişirler). Su Döngüsü Kaya Döngüsü Tektonik Döngü

Hidrolojik Döngü • Su buharlaşır, yoğunlaşır, yağmura dönüşür ve yüzeyde akar. • Günlerce ve aylarca bu döngü sürer.

Tektonik Döngü • Yer kabuğu okyanus ortası sırtlarda oluşur, yitim zonlarında tükenir • Milyon-milyar yıl süren bir döngüdür.

Kayaç Döngüsü • Ayrışma, erozyon, çökelme, sedimanların sıkışması. • Milyonlarca yıl süren bir süreçtir.

Kayaç Döngüsü 4 7 AYRIŞMA Taşınma Çökelme SEDİMAN YÜZEY KAYACI Diyajenez (Sıkışma ve Çimentolanma) SEDİMANTER KAYAÇ Katılaşma DERİNLİK Metamorfizma METAMORFİK KAYAÇ Kristalleşme Erime MAGMA Monroe & Wicander 1992

Kayaç Döngüsü • Ayrışma: – Kimyasal – mineraller suda çözünen iyonları oluşturur – Fiziksel – kayaçlar parçalanırlar

Kayaç Döngüsü • Erozyon – ayrışmış kayaç parçalarının taşınması • Taşıma kaynakları - su, gravite, buz ve rüzgar

Sedimandan Sedimanter Kayaca • Katılaşma (lithifikasyon): – Sıkışma ve çimentolanmayı içerir. • Gözeneklerin hacmini azaltır (taneler arasındaki boşluk). • sediman tanelerini birbirine bağlar/yapıştırır.

Katılaşma • Sıkışma– taneciklerin yeniden yerleşiminden dolayı gözenek boşluklarında azalma olur. – Üzerleyen sedimanların ağırlığından dolayı doğal olarak oluşur.

Katılaşma • Çimentolanma – minerallerin gözenek boşluklarında iç içe girerek çimentolanması

Çimentolu Kumtaşı

Kayaçlar 3 farklı şekilde oluşur

Sedimanter Kayaçlar Binlerce, milyonlarca yıldan bu yana yerkabuğundaki tüm kayaçlar ayrışmaya uğrayarak küçük parçalara ayrılmaktadır. Yerkabuğunda ayrışmaya uğramış bu küçük kayaç parçaları değişik etkenlerle çökelme ortamlarına taşınarak birikirler. Çökelme ortamlarında üste biriken bu sedimanlar, zamanla sıkışarak ve çimentolanarak diyajenez/taşlaşma evresinden geçer ve sedimanter kayaçları oluşturur.

Magmatik Kayaçlar Magmatik kayaçlar, ateş kayaçları olarak da adlandırılır ve hem yeryüzünde hem de yeryüzünün derinliklerinde oluşur. Yerin altındaki erimiş silikat hamuru şeklindeki kayaçlar magma olarak adlandırılır ve bunlar derinlerde magma odası denilen yerlerde bulunur. Yerin derinliklerinde yada yüzeye çıkarak soğuyan bu magmatik kayaçları oluşturur. Magmatik kayaçlar volkanik yanardağ harekete geçtiğinde de oluşur. Magma yüzeye çıkınca lav olarak adlandırılır. Yüzey (volkanik), damar ve derinlik (plütonik) olmak üzere üç ayrı gruba ayrılırlar.

Magmatik Kayaçlar • Magma – yeraltındaki erimiş kayalar • Lav – magmanın yüzeye çıkması ile oluşmuş, yüzeydeki erimiş kayalar

Metamorfik Kayaç Daha önce oluşan sedimanter veya magmatik kayaçlar metamorfizma (başkalaşım) sonucu metamorfik kayaçlara dönüşür. Bu başkalaşım nasıl olur? Tonlarca basınç altında bulunan kayaçlar, basınç ve sıcaklık etkisi altında kimyasal bileşimini değiştirmeksizin, katı halde fiziksel değişime uğrar. Bu başkalaşım sonucu kayaçlar basınç ve sıcaklık etkisi ile ilksel fiziksel özelliklerini kaybedip dilinim özelliği gösterir. Örneğin kireçtaşı başkalaşım geçirerek mermere dönüşür.

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş 5) Yerin Dinamik Hareketleri F Plaka tektoniği F Plaka sınırları

Kıtaların Ayrılması Pangea

195 milyon yıl önce

94 milyon yıl önce

Günümüz

Kıtaların Ayrılması Plummer et al 2003

Gelecek… 50 milyon yıl sonra

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş Plaka tektoniği Yerin en dış katı kabuk kısmı olan litosfer, yumuşak özellikli astenosfer katının üzerinde hareket etmektedir. Yer mantosu yer içindeki ısıyı konveksiyon akımları ile açığa çıkartmakta ve yaymaktadır. Bu nedenle litosfer tabakası birçok büyük parçalara ayrılmakta ve konveksiyon akımlarının izlendiği manto üzerinde yavaşca hareket etmektedir.

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş Plaka sınırları “plaka” olarak adlandırılan litosfere ait bu farklı parçaların kenarları/sınırları plaka sınırlarında buluşmaktadır. İki plaka arasında 3 tür hareket vardır : l Konverjan (Yaklaşan) l Diverjan (Uzaklaşan) l Transform

Avrasya Plakası Anadolu Bloğu Arabistan Plakası Afrika Plakası

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş • 3 Tür Plaka SINIRI: – Diverjan, Konverjan, Transform

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş • Diverjan – plakalar birbirinden ayrılmakta, çoğunlukla okyanusal sırt ortalarında

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş • Konverjan – plakalar birbirne doğru hareket eder (3 farklı yakınlaşma: okyanusal, okyanus-kıta, ve kıta-kıta)

Bölüm 1: Jeolojiye Giriş • Transform – plakalar birbirlerine göre farklı yönlerde hareket ederler

DÜNYAMIZ DURAĞAN MI? Yağmur, kar, rüzgar, sel, dalga ve akıntılar gibi atmosferik olaylar dünyamızın dış olaylarıdır ve dünyanın dışının hareketli olduğunu gösterir. Deprem ve volkan gibi olaylar ise dünyanın içerisinden gelirler ve dünyanın içinin de hareketli olduğunu gösterirler.

DÜNYAMIZIN İÇERİSİNİN HAREKETLİ OLDUNU EN İYİ İSPATLAYAN YERLERDEN BİRİ VOLKANLARDIR!

DÜNYANIN HAREKETLİ OLDUĞUNUN EN BELİRGİN BİR DİĞER İŞARETÇİSİ DEPREMLERDİR

Depremler, volkanlar, heyelanlar, akarsuların taşıdığı malzemeler, erozyon, yağmur, sel gibi doğal olaylar dünyamızın hareketli olduğunu açık bir şekilde bize ispat etmektedir. Bu hareketler iç ve dış dinamikler tarafından yönlendirilirler Diş dinamiklerin enerji kaynağı güneş, iç dinamiklerin enerji kaynağı ise radyoaktif parçalanmadır.

Dünyamızın dışını bir zarf gibi saran ATMOSFER ve su kütlesini oluşturan HİDROSFER’in oldukça hızlı olan hareketlerini günlük hayatımızda izleyebiliyoruz. KATI ARZ (YER)’ın deprem ve volkanlar dışındaki hareketleri ise çok yavaş olduğu için farkedilememektedir.

Günümüzde uydular ve GPS cihazları yardımı ile dünya üzerinde bir noktanın yerdeğişimi milimitre mertebesinde hassasiyetle ölçülebilmektedir. Bu ölçümler dünyanın bazı kesimlerinin senede santimetre mertebesinde hareket ettiğini göstermektedir.

Dünyamız adeta bir soğan gibi içiçe zarflardan oluşur. Bu zarflar farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.

Dünyanın katı olan en üst katmanı elastik haldeki LİTOSFER dir. Daha altta ise plastik haldeki ASTENOSFER vardır.

KONVEKSİYON AKIMLARI Yerin derinliklerinde radyoaktif bozunma ile ortaya çıkan enerji konveksiyon akımları ile yavaş bir şekilde yukarıya taşınır. Bunun sonucunda Astenosfer yavaş bir şekilde hareket eder. Bu hareket Astenosfer üzerinde yüzmekte olan litosferi hareket ettirir.

LİTOSFER konveksiyon hareketleri nedeniyle ASTENOSFER üzerinde farklı yönlerde hareket eden parçalardan (LEVHA) oluşur

KONVEKSİYON LEVHALARI HAREKET ETTİRİR Levhalar konveksiyon akımlarının etkisi ile birbirlerine yaklaşır, uzaklaşır ya da birbirlerine göre yanal olarak kayarlar.

DÜNYAMIZIN BAŞLICA LEVHALARI

DÜNYAMIZIN ÇEHRESİ SÜREKLİ DEĞİŞMEKTEDİR. 170 MİLYON YIL ÖNCE DÜNYAMIZDAKİ KITALAR AŞAĞIDAKİ HARİTADAKİ GİBİ İDİ