Jeoloji Doç. Dr. Ceyhun GÖL

Çankırı Karatekin Üniversitesi

Orman Fakültesi Havza Yönetimi Anabilim Dalı

Ders Konuları

Jeolojik Zaman

Dünyanın iç yuvarının yapısı

Dünyanın şekli ve hareketleri

Güneş sistemi

Jeolojinin tanımı ve tarihçesi

Depremler

Dünyanın şekillendiren kuvvetler

Levha tektoniği

Kayaçlar

Mineraller

DÜNYANIN İÇ

YAPISI

Yeryuvarı dıştan içe doğru çeşitli bileşim ve fiziksel özelliklerdeki kalın katmanlardan oluşur.

Bu katmanlardan her biri küresel şekillidir.

En dıştan içe doğru sırasıyla kabuk, manto ve çekirdek olarak ayrılmıştır.

YER YUVARININ YAPISI

Yer yuvarı farklı bileşimdeki kayaçlardan oluşmuş katı bir kabuk (yer kabuğu) ile çevrilmiştir.

Yer yuvarının bileşimi ve katı olan dış kabuğun altında bulunan malzeme hakkındaki bilgiler kayaçların incelenmesiyle elde edilmiştir.

Dünyanın iç Yapısının Araştırılması

Saha çalışmaları

• Deprem dalgalarının yer yuvarındaki yayılmaları

• Deneysel çalışmalardan

• Kayaç incelemeleri

• Meteor incelemeleri

• Yerküre’nin içi ile ilgili bilgilerimiz en üst katmanlar dışında teorik olarak oluşmuştur.

• Yerbilim (jeoloji) çalışmaları ile yapısı anlaşılmaya çalışılan yer küre’ye ait bilgilerin çoğu, sismik dalgaların incelenmesi sayesinde elde edilmektedir.

• Deprem (sismik) dalgaların, farklı yapılardaki katmanlarda farklı davrandıkları bilinir.

• Yerküre içinde hareket eden bu dalgaların davranışlarının incelenmesi sonucunda Yer kürenin iç yapısı anlaşılabilmektedir.

Basit bir yaklaşımla; yer yuvarını çok büyük bir magmatik kütle olarak kabul etmek mümkündür.

Dış kısmında çok ince bir kabuk, bu kabuğun altında çok yüksek sıcaklığa sahip magma bulunmaktadır.

Yer yuvarının iç yapısı basit olarak dışardan içeriye doğru sırasıyla kabuk, manto ve çekirdekten oluşmaktadır.

Katmanlar arasında da bazı geçiş (süreksizlik bölgeleri) bulunmaktadır.

İç Çekirdek: katı haldeki nikel ve demirden

Dış Çekirdek : sıvı halde bulunan nikel ve demir içindeki sülfür ve oksijen nedeniyle

•Çekirdek, Yerküre'nin manyetik alanının oluşmasındaki etkendir.

• Alt Manto ve Üst Manto (Mantle) eriyik durumdaki kayaçlardan oluşan

• Manto

– Dünyanın magma kısmını oluşturur ve

– Karamel kıvamındadır.

– Yavaşca hareket eder

– Depremlere neden olur

– Levhaları hareket ettirir

– Yanardağlar

KABUK (LİTOSFER)

Yerkürenin en dış kısmı

Taşküre Litosfer

Yerkabuğu

Karalarda daha kalın (35-40 km)

Tibet Platosunda ise 70 km

Deniz ve okyanus

tabanlarında ise daha

ince

(8-12 km)

Ortalama kalınlığı 33 km

Bazalt ve gabro gibi yoğunlukları 2,8-3,0 g/cm3 arasında bulunan bazik

kayaç gruplarıdır.

Bunların en önemlileri granit, kum taşı ve kireç taşı gibi ortalama yoğunlukları 2,7

g/cm3 olan kayaç grupları ile

Yer kabuğunda kimyasal ve mineralojik bileşimleri birbirinden farklı kayaç grupları

bulunmaktadır.

KABUK (LİTOSFER)

Kabuk kimyasal ve mineralojik bileşimleri farklı iki grup kayaçtan oluşmaktadır.

Birinci Grup:

SİAL (Silisyum-Aluminyum)

İkinci Grup:

SİMA (Silisyum-Magnezyum)

Granit, kumtaşı, kireçtaşı gibi ortalama yoğunlukları 2.7 gr/cm3 olan hafif kayaçlar

bulunur.

Silisyumoksitçe ve aliminyum oksitçe zengin kayaçlardır. SİAL

kelimesi ile tanımlanır.

Birinci grup

(SİAL)

Bazalt cinsinden koyu ve ağır kayaçlar yer alır. Yoğunlukları 2.8-3.0

gr/cm3 arasında bazik kayaçlardır.

Silisyumoksit ve Mağnezyumoksitçe zengin anlamına

gelen SİMA deyimi kullanılır.

İkinci grupta

(SİMA)

Yeryüzünün 100 km derinliğinden başlayarak kayaçlar sağlamlıklarını büyük ölçüde

kaybedecek kadar yüksek sıcaklığa ulaşırlar.

Kayaçların eriyerek, kolayca şekil değiştirebilecek hale

geldikleri bölgelere Astenosfer denir.

Astenosfer 350 km. derinliğe kadar uzanır.

Astenosfer üzerinde dışa doğru yaklaşık 100 km. kalınlığında katı yer katmanını oluşturan kayaçlar, astenosferden daha sert ve

rijittir.

Bu sert dış bölgeye Litosfer (taş küre) denir.

• Litosfer,

• Okyanus tabanlarında yaklaşık 70 km., kıtalarda ise 100

km. kalınlıkta olabilir.

• Levha (plaka) adı verilen ve büyük kırık zonlarıyla sınırlanan çok sayıda mozaik şeklindeki parçalardan oluşmuştur.

• Yeryuvarında litosferik levhalar, yine üst mantoya ait olan ve 70-100 km. derinden başlayıp 200 km. derine kadar inen ve düşük hız zonu olarak nitelenen Astenosfer üzerinde yüzer durumdadır.

LEVHALAR

Kabuk • Yer yuvarının en üst kısmında yer alan kabuk soğuk,

katı ve kırılgan kayaçlardan oluşmakta ve litosfer

olarak adlandırılmaktadır.

• Kabuğu üst kesimlerinde, kalınlığı 25-70 km

arasında değişen kıt’asal kabuk ve kalınlığı 5-10

km arasında değişen okyanusal kabuk yer

almaktadır.

Kıtasal ve Okyanusal Kabuk

• Kabuğun alt kesimleri peridotit kayaçlarının bulunduran üst mantodan oluşur.

• Litosfer, sıcak ve daha az katı olan astenosfer üzerinde bulunmaktadır.

• Mohorovicic, okyanusal kabuk ve kıt’asal kabuk arasında bir süreksizlik bölgesi ile belirlemiştir.

• Bu bölge jeolojide Moho süreksizliği olarak bilinmektedir.

Kabuk (Crust) :

Kıtasal Kabuk :

• Ortalama yoğunluğu 2,7 gr/cm3’dür.

• Ortalama kalınlığı 35-40 km’dir.

• Yaşlı kayaçlardan oluşur. (1.5 – 3.5 milyar yıl)

• Yapısı karmaşık, bileşimi değişkendir.

• Konrad süreksizliği ile ayrılan farklı fiziksel ve mineralojik bileşime sahip alt-üst seviyelere sahiptir.

Okyanusal Kabuk:

• Ortalama yoğunluğu 3,0 gr/cm3’dür.

• Ortalama kalınlığı 6 km’dir. • Kıtasal kabuğa göre daha genç (<200 milyon yıl) kayaçlardan oluşur.

• Basit tabakalı yapısı ve homojen bileşimi ile karakteristiktir.

Manto • Manto kabuğun altında bulunan ve derinliği 2885

km kadar ulaşabilen en kalın katmandır.

• Manto kendi arasında iki katmana ayrılır.

Bu iki katman arasında bir geçiş zonu vardır.

– 400km kadar derinliği olan kesime üst manto,

– 400-700km arasındaki kesime geçiş zonu ve

– 700-2900km arasında olan kesime alt manto

Manto (Mantle):

Üst Manto (Upper Mantle):

• Üst manto plaka tektoniği açısından oldukça önemlidir. 70-

100 km arasında sağlam, sert kayaçlardan oluşan Litosfer bölümü vardır. 100-700 km arası ise daha az rijit

malzemeden oluşmuş Astenosfer bulunur.

• Astenosfer plastik deforme olabilir.

Alt Manto (Lower Mantle):

• Yerkürenin 700-2885 (≈ 2900) km arasında kalan bölgesine Alt Manto yada Mezosfer adı verilir.

• Bu bölgede yer alan kayaçlar daha yoğun ve elastiktir.

Genel olarak Manto yer kabuğunda meydana gelen olaylar;

depremler,

volkanik faaliyetler,

dağ oluşumları,

deniz tabanı yayılımları,

kıtaların kayması

oluşumuna neden olan kuvvet ve enerji kaynağıdır.

Çekirdek (Core):

Çekirdeğe geçerken cisimlerin fiziksel özelliklerinde büyük değişiklikler olur.

• Manto’dan çekirdeğe geçerken;

Cisimlerin yoğunlukları artar. (5,5 10 gr/cm3)

P dalgalarının hızı düşer. (13,6 8,1 km/s)

S dalgaları bu sınırı geçemez. (7,5 0 km/s)

Çekirdek

• Çekirdek 2885 (≈ 2900) km derinlikte mantonun sona erdiği yerde başlar.

• Çekirdeğin en önemli özelliği yoğunlunun fazla olmasıdır.

• İç ve dış çekirdek olmak üzere iki kısma ayrılır.

• Çekirdek yerin magnetik alanının kaynağıdır.

Dış Çekirdek (Outer Core):

– 2890 – 5150 km arasındaki alanı kapsar

– Sıcaklıksa 3700 oC’dır.

– Yapısı sıvı halde Fe/Ni karışımından oluşur.

– Yoğunluğu 10 - 12 gr/cm3 civarındadır.

İç Çekirdek (Inner Core):

– 5150 – 6371 (yerin merkezi) km arasında bulunur.

– Sıcaklık ise 4500 oC’dır.

– Yapısının kristal halde Fe/Ni karışımı olduğu sanılmaktadır.

– Yoğunluk yerin merkezine doğru 13.3 gr/cm3’den 13,6 gr/cm3’e kadar artar.

YERYÜZÜ • Yaklaşık olarak ¾ ü su ile kaplıdır.

• 510 milyon km2 alan kaplamaktadır.

• Yer yüzeyi karalar, deniz dipleri deniz seviyesine göre farklı yükseltiler oluşturmaktadır.

• Karalarda 8000 m yi geçen yükseltiler ve denizlerde 11 000 m yi geçen çukurlar bulunmaktadır.

• EVEREST (8848m)

Mariana

Çukuru

• Yer yüzünün farklı yükseltili bölgeleri incelendiğinde yüksek dağlık bölgelerin ve derin okyanus çukurlarının dar bölgeleri kapladığı görülmektedir.

• Karalarda yükseltisi 1000 m ye yaklaşan KARA PLATFORMU ve okyanus diplerinde derinliği 4000 m ye yaklaşan DERİN DENİZ PLATFORMU çok geniş alanlar kaplamaktadır.

• Dünya parçalarının değişik yükselti ve derinlikte olması izostasi prensibi ile açıklanmaktadır.

Karalarla denizler arasında derinliği 200 m yi

geçmeyen eğimi 1°-2° olan dip kısımlara Kıta Sahanlığı veya Şelf denir.

Bu bölge daha çok karasal kısımdan sayılmaktadır. Kıta/okyanus sınırı şelfin iç kenarından geçmektedir.

Kıta sahanlığı bölgesinden okyanus dibine

geçiş KITA YAMACI denilen ve şelfe kıyasla daha fazla eğimli olan bir düzlem boyunca oluşur.

Okyanus tabanları düz

olmayıp, deniz dağları,

denizaltı kanyonları ve

okyanus çukurları gibi

engebelikler

içermektedir.

İZOSTAZİ PRENSİBİ

Karaların yükseklikleri ve denizlerin diplerinin derinlikleri arasında, altlarındaki kayaçların yoğunluklarına uyarak ortaya çıkan denge

durumuna izostazi denir.

Yer kabuğunun kütleleri ile yoğunlukları birbirinden farklı büyük parçaları arasındaki denge durumuna denir.

Bu prensibe göre yüksek dağlık bölgeler çevrelerindeki basık araziye göre daha hafif maddelerden meydana gelmişlerdir.

• İzostazi prensibi hafif maddelerden oluşmuş dağlık bölgelerin daha yoğun bir temel üzerinde yüzmekte olduklarını ve dağların yükseklikleri ile orantılı derin kökleri olduğunu açıklar.

• Yüksek dağlar aysbergler gibidir. Büyük ve derin kökleri

yer altında, küçük ve sivri tepeleri yer üstünde bulunur.

• İzostazi kavramı yüz yıl kadar önce Pratt ve Airy tarafından farklı açıklanmışlardır.

Pratt Teorisi:

Bu teoriye göre, seviye farkının oluşması için dağların yoğunluğu

az, alçak kısımların yoğunluğu daha fazladır.

Dağlar ve yüksek kara parçaları, yoğunluğu çevrelerine göre daha az olan maddelerden,

Alçak seviyedeki düzlük ve okyanus tabanları ise,

yoğunluğu fazla olan ağır kayaçlardan meydana gelmişlerdir.

Yer kabuğunun bu farklı yoğunluktaki büyük parçaları belirli derinlikte, yoğunluğun her tarafta eşit olduğu bir denge düzlemi üzerinde sıralanırlar.

• AIRY TEORİSİ

• Bu teoriye göre ise yüksek dağ şeritleri yüzer bloklar durumundadır.

• Yerkabuğunu oluşturan parçaların yoğunlukları aynıdır ancak bu blokların kalınlıklarının değişik olması, yüzeydeki seviye farklılıklarını meydana getirir.

• Bu teoriye göre yüksek dağların ovalara göre daha derin kökleri vardır.

• Yüksek dağların altındaki malzemenin yoğunluğu ile alçak ovaların altındaki malzemenin yoğunluğu aynı olabilir.

• Yer kabuğunun oluşturan blokların kalınlıklarının değişik olması, yeryüzündeki yükselti farklarını meydana getirmektedir.

Pratt ve Airy Teorileri

Tüm yer yüzeyi 510 milyon km2

Karaların Yüzölçümü: 149 milyon km2

• Tüm yer yüzünün % 29.22 dir.

• Buzlu kaplı alan: 15.6 milyon km2

• Okyanus-deniz alanı: 361 milyon km2

– Tüm yer yüzeyinin % 70.78

• Karaların ortalama yüksekliği: 840 m.

• Denizlerin ortalama derinliği: 3808 m.

ATMOSFERİN KATMANLARI

ATMOSFER

• Atmosfer, yeryüzünden uzaklaştıkça azalan bir

yoğunluk sırasına göre dizilmiş, yükseldikçe

seyrekleşen ve nihayet uzay boşluğuna dönüşen iç içe

kürelerden veya katmanlardan oluşmuştur.

• Katmanlar kesin sınırlar halinde birbirlerinden ayrılmış

değildir.

• Atmosferin yoğunluğu yeryüzüne yaklaştıkça artar, uzaklaştıkça azalır.

ATMOSFER KATMANLARI

Troposfer

Yeryüzünü çevreleyen ilk katman olup, yüksekliği 8-12 km arasında değişir.

Bu katmanı oluşturan gazların karışım oranları

CANLILARIN YAŞAMASINA UYGUNDUR.

Yükseldikçe sıcak azalır.

Jet akımları vardır.

Batıdan doğuya doğru esen ve hızları zaman zaman 200 km’nin üzerine çıkabilen bu sert rüzgarların varlığı havacılıktaki gelişim sonucu yüksek uçuşlarda ortaya çıkmıştır.

İzmir- Ankara Uçakla 45 dakika,

Ankara-İzmir 1 saat 15 dakikadır.

Bulutların oluşumu ve bildiğimiz hava olaylarına sadece bu troposferde rastlarız.

Stratosfer

Kuru, soğuk ve yoğunluğu az olan bu katman yaklaşık 12 - 50km arasındadır.

Bulutsuzdur. (Nem yoktur)

Uçaklar daha güvenli ve rahat uçarlar.

Stratosfer içerisinde OZON tabakası adı verilen bir kuşak bulunmaktadır.

Güneşten gelen ultraviyole (morötesi) radyasyonun etkisiyle ozon gazına dönüşür.

Ozon tabakası, dünyamızı göktaşlarının bombardımanından korur.

İyonosfer

Kendi içinde termosfer ve eksozfer olarak üzere ikiye ayrılır.

Radyo dalgalarını yansıtır.

Mezosfer

Yaklaşık 50 ile 80 km ler arasında yer alan

katman

Eksozfer

Atmosferin en dış katmanını

600 km kalınlığında bir Helyum kuşağı ve Hidrojen kuşağı ile çevrilidir.

Hidrojen kuşağında, hidrojen gazının gittikçe azalarak, uzayda 60-65 bin km ye kadar yayıldığı sanılmaktadır.

Bundan ötesi de gerçek uzay olarak düşünülür.