Slayt 1 - yarbis

GENEL JEOLOJİ
levha tektoniği kuramı
genel prensipleri
Levha tektonigi konusunun ipuçları
• Dünya’nın oluşumu
• Levha Tektoniği Kuramı nedir?
• Levha nedir?
•Levhaların hareket ettiğinin kanıtları
• Kaç türlü levha vardır?
• Levhalar nasıl hareket eder?
• Levhaları hareket ettiren kuvvetler
• Okyanuslar ve kıtalar nasıl oluşur?
• Magma ve depremler nerelerde olur?
• Maden yatakları ve Levhalar
İki tip gezegen vardır
Dünya benzeri (terrestrial):
küçük
kayalık,
demirden yapılı iç kısım
Jüpiter’e benzer Jovian:
büyük
H, He, buzullara kaplı dış
kısım
Gezegenler bombardıman
ve farkılaşmayla oluşur
• Gezegenler bombardıman altında
oluşurken ısınır ve ergimeye başlar
• Ergiyen demir ve diğer ağır elementler
yerin merkezine doğru batar
• Çöken demir, potansiyel çekim etkisiyle
enerjisini kinetik enerjiye dönüştürür ve ısı
oluşmasına neden olur
Isınan Gezegenler
• Gezegenlerin iç kısmı şu şekilde ısınır :
•
yığışım
(accretion)
• farklılaşma
(differentiation)
• radyoaktivite
Başlangıçtaki tüm
ısıyı sağlar
Gezegenin ömrü boyunca
ihtiyacı olan ısıyı sağlar
• Isınan Gezegenler
Yığışım
Gravitasyonel potansiyel
enerji kinetik enerjiye döner
Kinetik enerji termal enerjiye
döner
Farkılaşma
Hafif materyaller yüzeye çıkar
Yoğun elementler çekirdeğe doğru
batar, gravitasyonel potansiyel
enerjiye ve termal enerjiye dönüşür
Radyoaktif bozunma
Çekirdek içinde hapsolan
kütle enerjisi termal enerjiye
döner
Dünya benzeri gezegenlerin içi
• Oluştuktan sonra, ergiyen gezegenler
farklılaşarak üç kısma ayrılır.
• Çekirdek- metallerden yapılıdır
• manto- yoğun kayaçlardan yapılıdır
• kabuk- daha az yoğun kayaçlardan
yapılıdır
• Litosfer – genellikle katı, kabuğun dış kısmı
ile mantonun bir kısmı kolayca deforme
olmaz .
Yer benzeri dünyaların içi
Kaya kabuk
(düşük yoğunluklu)
Manto
(orta
yoğunluklu)
Rijit litosfer
(kabuk ve kısmen
manto)
Metal çekirdek
(en yüksek
yoğunluklu)
Dünya benzeri gezegenlerin iç yapısı
Ay
Dünya
kabuk
manto
çekirdek
litosfer
litosfer
Aktif jeoloji
litosfer
litosfer
litosfer
İnaktif jeoloji
Soğuyan Gezegenler
Gezegenler yüzeyden uzaya yaydığı
radyasyon sayesinde soğur
• Isı içeriden yüzeye doğru yayılır :
• Kondüksiyon - atomlar ve moleküller birbirine
çarparak ve hareket ederek
• Konveksiyon – büyük ölçekli akıntıdır: sıcak
materyal yükselir ve soğuyan materyal batar
Konveksiyon
Sıcak hava yükselir
Soğuk hava
alçalır
Soğuk hava tekrar ısınır
ısıtıcı
Soguyan Dünya benzeri
Gezegenler
1. Konveksiyon
sıcak kaya yükselir soğuyan
kaya batarak manto
hücresini oluşturur
2. Kondüksiyon
konvekisyon litosferin
tabanına ısıyı ilettikten
sonra, kondüksiyon ısıyı
rijit litosferine içinden
yüzeye taşır
3. Radyasyon
Yüzeydeki enerji uzaya
yayılır
Gezegenin büyüklüğünün rolü
Büyük gezegenler daha fazla
ısınır
– Daha fazla demir merkeze akar
– Daha fazla radyoaktif eleman parçalanır
Büyük gezegenler daha hızlı
soğur
– Ekstra tabakalar ekstra yalıtım sağlar
Yerin iç kısmı hakkında
nasıl bilgi alırız
• Depremler dalga
yayar
• Dalgalar yerin
içinde yayılır,
dalgalar yoğun
yerlerde daha
hızlıdır
• İki Tip dalga vardır
– Öne & Geriye
– Yana doğru
ilerleyen
Gezegen Yüzeylerinin şekillenmesi
• Yer yüzeyini şekillendiren büyük
jeolojik işlemler
• Göktaşı çarpmasıyla kraterler : göktaşları
çarparak yüzeyde izler bırakır
• Volkanizma: yerin içinden çıkan lav malzemesi
• Tektonizma: iç streslerle yerin kopması
• Erozyon: rüzgar, su, buzullarla yer üst örtüsü
aşınır
ilk fikirler
Atlas Okyanusu’nun iki
yakasının benzerliği
üzerine
1620 Francis BACON
1658 Francois PLACET
1800’ler Abraham G. Werner
ve Alexander Von
Humbolt
1858 Antonio SNIDER ve
PELLIORINI
Gondwana Kıtası’ndan
ilk söz etti
Antonio Snider 1858
1883 ve 1909’da
Edward SUESS
ilk fikirler
ALFRED WEGENER
PANTALASSA
Alman meteorolojist, Astronom ve
Jeofizikçi 1912 de ortaya koyduğu
evha Tektoniği ya da
Kayması teorisi 1924 yılında
Kıtaların Kayma Kıtaların
İngilizce’ye çevrildi ve ölümünden sonra
Teorisi
yaygınlaştı. Bu teoriye göre, büyük bir
Kıta Pangea’yı tek okyanus Pantalassa
çevreliyordu
Levha Tektoniği (Kıtaların Sürüklenme Teorisi)
TETİS
ALFRED WEGENER
200 milyon önce Pangea ikiye
bölündü. Kuzeyde Avrasya ile
Güneyde Gondwana olmak üzere.
Arada açılan dar ve uzun okyanus
ise Tetis Denizi
Alfred Wegener
Doktorasını 1905 yılında
astronomi dalında yaptı.
Meteoroloji ile ilgilendi.
Grönland’da birkaç
meteorolojik çalışmaya katıldı.
Daha sonraki bütün hayatını
kıtaların kayması fikri üzerinde
yoğunlaştırdı. Yaşadığı
dönemde fikirlerini
inandırmakta zorluk çekti.
Wegener‘in kanıtları
1. Kıtaların birbirine uygunluğu
2. flora and faunanın dağılımı
Mesosaurus fosili
Glossopteris
fosili
3. Paleoklimatik kanıt
4. Kayaçların dağılımı
5. Dağ sıralarının dağılımı
Ayrıca A. Du TOIT (1937), Güney Amerika’da Brezilya kıyıları ile Afrika kıyı
bölgelerinin magmatik kayalarından elde ettiği radyometrik yaşlarının
birbirine uygun olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, Warren Carey,
Avustralya ’ da yaptığı benzer araştırmalarla güney kıtalarının Mesozoyik
başında yan yana olduğunu ortaya koymuştur
Levha Tektonigi Kuramının Gelişimi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Paleontoloji
Radyometrik yaşlandırma
Paleomanyetizma
Okyanus tabanının yayılması
Konveksiyon akımları
Magnetik polarite ve terslenme
Transform faylar
Isı akısı
Okyanusal çukurlar
Teorinin kısa tarihçesi
Kaptan Harry Hammond Hess
(Princeton’da jeoloji profesörü)
Wegener’in hipotezine
inandı
II. Dünya savaşı sırasında okyanuslarda ses
dalgaları yayma yöntemi ile inceleme yaptı
(3000 m yüksek ve 2000 m genişlikteki
Okyanus ortası sırtlarda inceleme yaptı)
Ada yayları (Aleutian, Japonya) ve kıtalardaki büyük dağ
kuşakları (Andlar) ile ilişkili olarak 10 000 m.lik çukurlar buldu
Hess 1960 larda deniz tabanlarının yayıldığı fikrini ortaya attı.
Okyanus tabanının araştırılması
Dünya Haritası
Dünya Haritası
Teorinin kısa tarihçesi
1961 denizel
magnetik anomalinin
keşfi
1961 Dietz ve Hess
Deniz tabanı
yayılması fikrini
önerdi
1963 Vine-Matthews
(keza Morley)
yukarıdaki iki görüşü
birleştirdi.
Paleomagnetizma
Paleomagnetizma çalışmaları volkanik kayacın
katılasması sırasında yerin o zamanki kutbunun nerede
bulunduğunu araştırır.
 1950 lerde paleomagnetizma çalışmaları sayesinde
kıtaların kaymakta olduğunu kanıtlayan yeni veriler
ortaya atıldı
 Deniz tabanı yayılması ile ortaya çıkan magmatik
kayaçlar soğurken içindeki magnetit mineralleri
CURIE sıcaklığı altında (bu sıcaklık Magnetit için
5800C, Hematit için 680 0C, Pirotin için 320 0C,
Demir için 770 0C) mıknatıslanırlar ve yerin o
zamanki magnetik alana uygun bir biçimde dizilir ve
kalıcı mıknatıslanma oluştururlar.
K
Alt – Orta Paleozoyik’teki (470 – 350 mİlyon yıl)
Kaledonit Dağ oluşumu (Orojenezi)
Dalma-Batma (Benioff) Zonu
Hugo Benioff, 1954
Teorinin kısa tarihçesi
 1965 J. T. Wilson Transform fayları tanımladı.
 1967 Sykes bunu depremlerin odak çözümleriyle
test etti. Sykes, Oliver ve Isacks dalma-batma
kuşakları’ndaki ters faylanma mekanizmalarını
ortaya koydular.
 1967-1968 McKenzie, Parker ve Morgan levha
tektoniği modelini kurdular.
 1969 Barazangi ve Dorman (1961-1967) küresel
ölçekli deprem yerlerini gösterdiler.
 1970’ler başlarından beri yaygın olarak kabul
görmektedir
Yer Kürenin Evrimi
Katı, Demir
Katı, Demir
Çekirdek
sıvı, Demir Çekirdek
sıvı, Demir
Çekirdek
Çekirdek
manto
manto
aa
bb
cc
Yer içinde sismik dalgaların
yayılması
Enine dalgalar katılar
içinden geçer.
Boyunca dalgalar hem katıları
ve sıvılardan ve katılardan
geçer
Levha Nedir ?
yerkabuğunun kalınlık haritası
Yeryüzünün en yüksek dağları Himalayalar aynı zamanda
kıta kabuğunun en kalın olduğu yerleridir
yeryüzündeki levhaların adları
Yeryüzündeki hareketli levhalar
Yerin yüzeydeki hareketleri
ve levha tektonigi
kıtaların yayılma hızları
Levhaların hareketi sırasında üzerindeki herşey hareket eder.
Kuzey Amerika levhası batıya, Avrasya levhası doğuya hareket
eder. Hız ortalama 5-10 cm/yr. Uzun zaman dönemlerinde hareket
büyük olur
Türkiye levha hareketleri
Avrasya Sabit
Anadolu
Arabistan
20 mm/yıl
Afrika
McClusky vd. 2000
Konveksiyon Akımları
Levhalar radyoaktif enerji sonucu oluşan
konveksiyon akımlarıyla hareket eder.
Yanal kuvvetler kabuk manto sınırında kabuğu iki farklı yönde
iter ve bu da kabuksal levhaların hareketine yol açar
Levhalar her yıl birkaç santimetrelik hızlarla hareket eder.
levhalar nasıl hareket eder?
Çorba benzetmesi
MANTO
mantle convection
Çekirdekten mantoya ısı transferi manto katmanı
içinde konveksiyon akımına neden olur.
(Her yıl birkaç cm)
ISI
TRANSFERİ
ÇEKİRDEK
okyanusal tektonik
levha
İki kıta arasında çarpışma
Yayılma
merkezi
levha hareketi
okyanus tektonik
levha
okyanusal hendek
levha hareketi
Tektonik levha
okyanus
Dalma-batma kabuk
kuşağı
okyanus
kabuk
kıtasal
kabuk
kıtasal
kabuk
Madde dış
Soğuk yoğun madde
mantoya varır Mantoya doğru iner
varmaz soğur.
Hot material
manto
konveksiyon rising
through
hücresi
the mantle
Manto
İki levha birbirine
doğru hareket eder.
Levhalardan biri
Konveksiyon akıntı
üzerinde mantoya
doğru dalar.
Sıcak dış
çekirdek iç
çekirdek
kaç türlü levha hareketi vardır ?
uzaklaşan
levhalar
yaklaşan
levhalar
çarpışan
levhalar
kıta kabuğunun evrimi (riftleşme)
• Sıcak
noktalar (hotspot) yer
kıta kabuğunun incelmesine
neden olur.
• İncelen kıta kabuğu yarılır
ve magma bu yarılan yerden
yeryüzüne yayılmaya başlar.
• ikiye ayrılan kıta
kabuğundan çıkan magma
malzemesi okyanusal kabuğu
oluşturmaya başlar
sıcak noktanın evrimi (riftleşme)
Aktif Rift
Allokojen
Manto hörgücü
diverjan (uzaklaşan) levhalar
Kıtasal levhaların ayrılmasıyla
okyanusal kabuk oluşur.
Böylece okyanuslar da genişler
Diverjan (uzaklaşan) levha sınırları
Doğu Afrika Rift Kuşağı
Oldoinyo Lengai volkanı
kızıldeniz gelecekte okyanus olacak
KIZILDENİZ
Diverjan (uzaklaşan) levha sınırları
Yayılma merkezleri boyunca levhalar farklı yöne hareket eder.
Atlantik ortası sırt :
Yayılma hızı ~2.5 cm/yıl
Atlantik ortası sırtlar
Birbirinden ayrılan
(Diverjan) levha sınırı
(Okyanus ortası sırt)
Yastık lavlar
Dayk
Magma odası
Kısmi
ergime
Gabro
Litosferik
manto
Günümüz Atlantik okyanusu
65 milyon yıl önceki Atlantik
Deniz tabanının yaşı
Yerin magnetik alanı
Yerin magnetik alanı dipol alanıdır.
Dipol = “iki” kutup
Alan çizgileri
Magnetik alanının yönünü gösterir
Kayaçlar nasıl magnetizma
kazanır ?
Ergimiş kayada bu magnetler
Rastgele dizilmiştir
Fe3O4: “magnetit” minerali kayaçlar
içindeki küçük magnetleri yaratır
Kayaç katılaşırsa
Bu magnetler yerin
magnetik alanına
göre dizilir
Yerin magnetik alanının
terslenmesi
Bu değişim yaklaşık 300,000-500,000 dönemlerde yıldır
Magnetik Polarite
Okyanus ortası sırtlardaki
bazaltlarda kayıt edilmiş
jeomagnetik terslenmeler
Yerin magnetik alan şiddetinin deniz
içindeki anomalileri
Magnetometere
Yüksek şiddet
Beklenen şiddet
Düşük şiddet
Kabuksal kayaçların ters polarite gösterdiği yerlerde
ölçülen magnetik alan şiddeti beklenenden biraz daha azdır.
Kabuksal kayaçların normal polarite gösterdiği bölgelerde
ölçülen magnetik alan şiddeti beklenenden biraz yüksektir.
Okyanus tabanındaki magnetik şeritler
normal polarite
ters polarite
Konverjan levha sınırı
Konverjan levha sınırı
Bindirme
Kuşağı
(kıtasal volkanik yay)
Volkanik yay
Yay önü
havza
Yığışım
prizması
Hendek
ekseni
Depremler
Magma
yükselimi
Ergime
Dalma-Batma Zonu (Beniof Zonu, 1954)
Levhaların buluştuğu yerde
sıkışan malzeme dagları oluşturur
Yükselmiş bölge:
Avrasya levhası
ZagrosHimalaya
dağ kuşağı
Kıta-kıta çarpışması
continent (konverjan)
Arap
yarımadası
hindistan
ARAP
LEVHASI
Hint Levhası
AFRiKA LEVHASI
Hint ve Arap
levhalarınınnın Asya ile
çarpışması
“zaman-transgresyon”
(doğuya doğru genleşir)
Konverjan levha sınırı
Çok sayıda volkanın bulunduğu Ateş çemberi Pasifik dalma-batma
kuşağının ana hatlarını gösterir.
Konverjan levha sınırı
Okyanus kıta karşılaşması
And dağları
St. Helens volkanı
Konverjan levha sınırı
Okyanus okyanus karşılaşması
Fuji vokanik dağı
Okyanus kıta yaklaşımı
Okyanus okyanus yaklaşımı
Unimak adası
And dağları
Konverjan levha sınırı
Kıta Kıta Çarpışması
Everest Dağı
Transform levha sınırı
San Andreas Fayı
Transform levha sınırı
Yer kabuğunun levhaları
Manto sıcak noktaları
• Tuzo Wilson – 1963
– Litosfer manto içindeki
sabit sıcak nokta
üzerinde hareket eder.
– levhaların altında
küçük, uzun süreli, çok
sıcak bölgeler bulunur.
Bu sıcak noktalar
sürekli bir volkanın ısı
enerji kaynağını
sağlar.
Dünya’daki sıcak noktalar
Sıcak noktalar (Hot Spots)
Tuzo Wilson –
1963
Sıcak
noktaların
Manto
Hörgücü
ile oluşum
modeli
Denizaltı dağları nasıl büyür?
Yandan görünüş
Üstten görünüş
Sıcak noktalar denizaltı
daglarını oluşturur
50,000’den fazla Denizaltı
dagları (Seamounts)
Dalma-Batma sonucu volkanlar
oluşur
Bir volkanın yapısı
ABD pasifik kıyısının
volkanları
St. Helens volkanik dagının 1980’de
püskürmesi
dünya deprem kuşakları
TÜRKİYE
ENDONEZYA
Alpine-Himalayan orogeny