Yrd Do Dr Yaa r EREN GENEL JEOLOJAYRIMA

Yrd. Doç. Dr. Yaşa r EREN

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Erozyon ve ayrışmanın önemi ® Toprak ® oluşturması Önemli doğal kaynaklar ® ® Bitki yaşamını destekler CO 2 için depo görevi görür ® ® ® Heyelanlara neden olur Septik sistemlerin dizaynı Bina temelleri dizaynı Yerdolgusu dizaynı İklim tarihçesi

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Yeryüzünün değişmesini sağlayan kuvvetler ® Yeryüzünün şekillenmesine etki eden kuvvetler ® ® İç kuvvetler ve Dış kuvvetler Olmak üzere ikiye ayrılır ® İç kuvvetler ® ® ® Depremler, volkanlar, litosferin ve yer kabuğunun hareketleri Bu kuvvetler yerkabuğunda büyük değişiklikler oluşturur ve yer kabuğuna asıl şeklini verir. Bu değişiklikleri oluşturan enerjinin kaynağı yer içinden gelir (mantodan) Dış kuvvetler ® ® Atmosferik etkiler, rüzgarlar, akarsular, dalgalar, akıntılar ve canlılar Bu kuvvetler enerjilerini yeryuvarının dışından (güneşten) doğrudan ve dolaylı olarak alır

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 AYRIŞMA ® Atmosfer, su ve canlıların etkisiyle kayaçlarda meydana gelen değişmelere ayrışma denir. ® Ayrışma sonucunda değişik renk ve kalınlıkta bir örtü tabakası yani toprak oluşur.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Ayrışma yapıları tahrip eder Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Diferansiyel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Çölde ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 AYRIŞMA Süreç ve ürünleri Ana kaya küçük parçalara veya minerallereayrılır veya suda çözünür • Ayrışma = kırıntılar • Erozyon =kırıntıların taşınması buzullar TAŞINMA • Yerinde ayrışma akarsu rüzgar Fiziksel/Kimyasal } SEDIMENT SED KYÇ Toprak oluşumu

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Yer kabuğunun bazı kısımları ayrışarak parçalanır, kopar ® Rüzgar ve sularla taşınır. Sonuçta bir çökelme ortamında depolanırlar. ® Ayrışma yerkabuğunda atmosferin erişebildiği derinliğe kadar iner. Buna yüzeysel ayrışma denir. Derinliği 8 -10 m kadardır. ® Daha derinlerde çatlak ve yarıklar boyunca asitli suların etkisiyle olan ayrışmaya ise derinlik ayrışması denir. Bu ayrışmada 70 -80 m derinliğe kadar iner

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Üç çeşit ayrışma vardır. ® 1 -Mekanik (fiziksel ayrışma) ® 2 - Kimyasal ayrışma ® 3 -Biyolojik ayrışma ® Biyolojik ayrışma hem kimyasal hem de fiziksel ayrışmaya neden olduğundan bu iki ayrışma grubu içinde incelenir

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 MEKANİK (FİZİKSEL AYRIŞMA) ® Fiziksel olaylarla kayaçların ufak parçalara ayrılmasına fiziksel ayrışma denir. ® Bu tip ayrışmada kayaç şekil açısından değişir, ® Fakat bileşim açısından değişmez. Mekanik ayrışmaya neden olan faktörler şunlardır

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Mekanik ayrışma daha küçük taneler oluşturur

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Yüzey alanı ve ayrışma Alan

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Donma ® Sıcaklık değişimi ® Üstteki yükün aşındırılmasıyla oluşan genişleme ® Islanma-kuruma ® Organizma etkileri

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Donma ® Kayaçların Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 boşluklarını dolduran su donarsa, mevcut suyun hacminde %9 oranında bir artış olur. ® Bu hacim değişimi büyük bir basınç oluşturur. ® -22 C’de donan suyun meydana getirdiği basınç 1700 kg/cm 2 dir. ® Bu basınçta kayaçların ufalanmasına sağlar

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Donma etkisi

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Donma kamalanması Yamaç molozu Donmayla ayrılma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Donmayla ayrılma Yamaç molozu

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Donmayla ayrılma Talus “konisi”

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Sıcaklılk değişimi ® Sıcaklık Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 değişimleri ve birbirini izleyen ısınma ve donmalar da kayaçların ufalanmalarını sağlar. ® Kayaçlar genellikle değişik minerallerden yapılıdır ve her mineralin genişleme ve büzülme katsayıları birbirinden farklıdır. ® Bu ayrışmanın sonucunda kayaçlarda kütle kavlaması (exfoliasyon) gelişir.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 “Şeytan bilyeleri” Australya

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma 40 cm

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Küresel ayrışma

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Üstteki yükün aşındırılmasıyla oluşan genişleme ® Genellikle derinlerde oluşmuş magmatik kayaçlarda, üstteki yükün aşındırılarak kalkmasıyla bir hacim değişimi meydana gelir. ® Bu hacim değişimi topoğrafya yüzeyine paralel ve konsantrik çatlaklar oluşturur ® Yüzeye doğru bu çatlaklar daha da sıklaşır ® Bu olaya kavlama (exfoliasyon) denir.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Basınç serbestlemesi Ve eksfoliasyon (kavlama)

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Derin gömülme ile oluşan basıncın ortadan kalkması Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Exfoliasyon domu

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 kavlama

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 YOSEMITE Ulusal PARKI (Kaliforniya) “eksfoliasyon domu”

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

Yrd. Doç. Dr. Yaşa r EREN EROZYON • GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Islanma-kuruma ® Aynı şekilde kayaçların periyodik olarak ıslanma ve kurumaları da, kayaçlar genellikle farklı özellikli minerallerden yapılı olduğu için ayrışmaya neden olur.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Organizma etkileri(fiziksel biyolojik ayrışma) ® Bitkilerin kökleri kayaç çatlaklarına girerek büyümeye başlar. Bu da kayaçları parçalayabilir. ® Yine binalarda taş duvarlarının aralarına rüzgarlarla getirilen bitki tohumları burada çimlenir, büyür ve gelişir. Bunun sonucunda da çatlamaları ve genişlemeler oluşur. ® Bunların yanısıra orman yangınları, çökme, toprak içinde yaşayan hayvanlar gibi değişik etkenlerde fiziksel ayrışmaya yol açabilir.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Biyojenik etkinlik

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Ayrışmada tane büyüklüğü önemlidir. Tane çapı küçüldükçe ayrışma da artar. Ayrışan bu parçalar yağışlı bölgelerde dağ yamaçlarında birikir ve yamaç molozlarını oluşturur. Bu molozlar yol inşaatlarında, tünel giriş ve çıkışlarında tehlikeler doğurur.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 KİMYASAL AYRIŞMA ® Özellikle su ve gaz gibi atmosferik etkenlerle kayaç ve sedimentlerin kimyasal bileşiminin değiştiği bir ayrışma türüdür. Çeşitleri ® Oksidasyon-redüksiyon ® Karbonasyon ® Hidratasyon ® Hidroliz ® Solüsyon

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Oksidasyon, çoğu Oksidasyon-redüksiyon kez çözünme etkisinde kalan madde ile element halindeki oksijenin birleşmesi ile oluşur. Bu reaksiyonda oksitlenen madde elektron kaybeder ® Örneğin markasit (Fe. S 2) oksidasyon auğrayarak ferrikhidroksit ve sülfirikasit oluşur ® 2 Fe. S 2 + 7 H 2 O + 15 O 2 Fe(OH)3 + 4 H 2 SO 4

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Redüksiyon ise oksidasyonun tersine elektron kazanma olayıdır. Toprakta gerektiğinden fazla su bulunduğu zaqman yeterli oksijen olmayacağından redüksiyon olayı gelişir. Ferrioksidin ferrookside dönüşmesi buna örnektir. ® 2 Fe. O 3 (hematit) – O 2 4 Fe. O (ferrooksit)

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Karbonasyon Karbonat (CO 3) veya bikarbonat (HCO 3) iyonlarının bazlarla birleşerek karbonatları oluşturmasına denir. ® Kalsiyum ve magnezyum içeren kayaçlar genellikle karbonasyon yoluyla ayrışırlar. ® karbondioksit suda eriyerek karbonik asiti oluşturur. ® ® ® H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 (karbonik asit) Karbonik asitli sular kireçtaşına etki ederek kalsiyum bi karbonatı oluştur Ca. CO 3 + H 2 CO 3 Ca (HCO 3)2 Böylece kireçtaşları eritilmiş olur

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Ca (HCO 3)2 içeren yer altı suları yüzeye Çıktıkları zaman basınç serbestleşmesi gerçekleşir. Bu durumda karbondioksit havaya karışırken su akışına devam eder ve kalsiyumkarbonat çevredeki maddeler üzerinde birikmeye başlar ® Ca (HCO 3)2 ® Karbonasyon da çözünür. CO 2 + H 2 O + Ca. CO 3 sonucu bazı feldispatlar

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Karbonasyon sonucu bazı feldispatlar da çözünür. ® Kireçtaşları ve dolomitler içinde bulunan kil, demiroksit ve alüminyum oksitler karbonatların ortamdan uzaklaştırılmasıyla geride artık kil, terra rosa (kırmızı toprak) ve laterit adı verilen artıklar bırakırlar.

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Hidratasyon ® Kayaç ve minerallerin bünyelerine su almaları olayına hidratsyon denir. ® Buna örnek olarak anhidritin su alarak jipse dönüşmesini verebiliriz ® Ca. SO 4 + 2 H 2 O Ca. SO 4. 2 H 2 O

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Hidroliz ® Oksidasyon gibi suda bir mineralin çözünmesinden ziyade hem mineral hem de su moleküllerinin etkileşmesiyle yeni bir bileşimin ortaya çıkmasıdır. ® 2 KALSi 3 O 8 + 3 H 2 O ® Hidroliz H 4 Al 2 Si 2 O 9 + 2 KOH + 4 Si. O 2 yoluyla feldispat ve mikalar ayrışır. Bu yolla kil minerali ve kolloidal silis oluşur

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Hidroliz H+ ve OH- iyonları ve mineral iyonları arasındaki reaksiyon H+ iyonları kristal kafesindeki pozitif iyonları değiştirir, pozitif İyonlar mineralden açığa çıkar feldispatın kile dönüşmesi: 2 KAl. Si 3 O 8 + 2 H+ + 2 HCO 3 - + H 2 O Ortoklas karbonik asid Al 2 Si 2 O 5(OH)4 + 2 K+ + 2 HCO 3 -+ 4 Si. O 2 Kaolinit K-iyon bikarb. cmt

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Solüsyon Genellikle sedimanter kayaçlar ve özellikle kireçtaşları için önemlidir. ® Kalsiyum ve magnezyum karbonatlar genellikle suda çözünürler. Solüsyon kısaca suda erime olarak tanımlanabilir. ®

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Solüsyon Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 iyonlar sıvı suda ayrılır Na. Cl gibi iyonik katılar çözünür (Na. Cl a-su Na+ + Cl-) dipolar karakteri nedeniyle evrensel bir çözücüdür - + Su molekülleri

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 b) zayıf asitler doğal suda oluşur. Böylece doğal suda erimeyen mineraller Zayıf asitli sularda kolaylıkla çözünür. Karbonik asit CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H+ + HCO 3 - (H+ ION = Asit = düşük p. H) Asitlerin kaynağı: Atmosfer - 0. 03% CO 2 yağmur suyu = sl. Asitik Soluma/Organik maddelerin cürümesi önemli oranda toprakta CO 2 oluşturur, böylece yeraltısuyu = sl. asitik Endüstri – Önemli oranda CO 2 çıkışı H 2 CO 3 oluşumunu arttırır Ayrıca : NO & NO 2 HNO 3 Nitrik asit SO 2 + H 2 O H 2 SO 4 Sülfirik asit (20 milyon ton SO 2/yıl kömürle çalışan fabrikalar)

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Doğal asitler Kaçış Hidrojen Su Atmosfere Nitojen HNO 3 Su Karbon dioksit H 2 SO 4 Okyanuslara H 2 CO 3 Volkan Erozyon artıkları

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ATMOSFERİK BİLEŞİM YAŞAM SÜRESİ } Major % N 2 O 2 H 2 O Ar CO 2 ± 78% ± 21% 0 -4% ~1% 0. 3% Lit. OSFER >106 YIL HİDROSFER 6000 YIL Bi. YOSFER 11 GÜN BİRİKME 10 YIL (biosphere) Minor BİLEŞENLER SO 2 NH 3 CH 4 N 2 O CFC's ÖNEMSİZ ÖN. ÖN. SAAT-HAFTA 1 GÜN BİRİKME 5 -50 YIL 45 -68 YIL

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Atmosferin kirliliği Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 ® Hava içinde bulunan asitler, karbondioksit ve kükürtdioksit kayaçların ayrışmasına etki eder ® Burada kükürtdioksit oksijenle birleşerek kükürttrioksiti oluşturur ® SO 2 + ½ O 2 SO 3 ® Buda suyla birleşerek ® SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 sülfirik asiti oluşturur ® Bu asit hem organik hem de inorganik cisimler için zararlıdır ® Örneğin Kireçtaşına etki ederek ® H 2 SO 4 + Ca. CO 3 Ca. SO 4. H 2 O + CO 2

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 C) KİMYASAL AYRIŞMAYI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Ayrışma tane yüzeylerinde etki eder Bu faktörler: Tane büyüklüğü ana kaya İklim (T°, yağış. ) (1) Tane büyüklüğü yüzey alanı arttıkça ayrışma artar küçük taneler büyük alan-hacim oranına sahiptir taneler parçalandıkça yüzey alanı artar, fakat hacim değişmez (2) Ana kaya Kimyasal duraylılık Bowen reaksiyon seisisnin tersinedir. İlk oluşmuş mineraller yüzey koşullarında en az duraylıdır (3) İklim Kimyasal reaksiyonlar yüksek sıcaklıklarda daha hızlıdır Kimyasal ayrışma tropikal bçlgelerde daha etkilidir yüksek yağış. /yüksek T°/düşük buharlaşma/ hayvan ve bitki bol ayrışma derinliği onlarca metre

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Tane boyutu ve yüzey alanı Yüzey Alanı

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Aratn kimyasal duraylılık Kristalleşme sırası mineral Duraylılığı

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Mineral duraylılığı Kristal sınırları boyunca kırıklar Oluşur ve feldispat, biyotit ve manyetitin bozuşmaya başlar feldispat, biyotit ve manyetitin bozuş Sonucu kırık genişler, kayaç zayıfla Dağılmaya başlar feldispat Biyotit manyetit kuvars Taze granit Granit ayrışmaya başlıyor Granit aşırı derecede ayrışmış

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Kimyasal ayrışma Normal Ortalama yıllık sıcaklık iklim maksimum Normal olarak yeryüzünde Yok Minimum Ortalama yıllık yağış

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Ayrışmanın sonucu çatlaklar

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Kayaçların parçalanması ve sonra başka bir alana taşınmasına erozyon denir ® ® ® Dalga etkisi Buzullar Nehir ve akarsular Rüzgar etkisi İnsan etkisi

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 J. Abraham, Dept. of Soil Sci. , SLU

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Artan yamaç eğimi Kayma Serbest yüzey Sabit yamaç Azalan yamaç eğimi Moloz toprak Toprağı aşağı doğru Kesen akıntılar

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Dalga etkisi

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Buzullar Orta morenler Kenar morenleri Uç morenleri

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Nehir ve akarsular

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Rüzgar

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012 Lös– Rüzgarla taşınmış çok ince taneli kayaçlara lös denir Abrazyon– Rüzgarla taşınan taneciklerin kayaçlara çarpması sonucu oluşturdukları erozyona abrazyon denir. Deflasyon –Çöl bölgelerinde rüzgar etkisiyle arta kalan çok büyük miktardaki ince taneli sediment parçacıkları

• GENEL JEOLOJİ-AYRIŞMA VE EROZYON Prof. Dr. Yaşar EREN-2012