KATASTROFİZM ve UNİFORMİTARİYANİZM
Katastrofizm, uniformitariyanizm’e karşı olarak, yeryüzünün sel ve deprem gibi ani ve yıkıcı olaylar ile şekillendiğini kabul eden jeolojik doktrin (ilke, öğreti, kuram) dır.
Uniformitariyanizm, katastrofizm kuramına tamamen ters olarak, yeryüzünün yavaş olaylar ile şekillendiğini kabul eden bir doktrindir. Bu doktrinin sloganı ‘günümüz geçmişe anahtardır’ (the present is the key to the past).
YERİN İÇ YAPISI
- Kıtasal kabuk
- Okyanusal kabuk
- Üst Manto
- Alt Manto
- Dış Çekirdek
- İç Çekirdek
A: Moho Süreksizliği
B: Gutenberg Süreksizliği
C: Lehman Süreksizliği
Yeryuvarı çekirdek, manto ve kabuk olmak üzere üç ana kısımdan oluşur;
ÇEKİRDEK (Core): Hacim olarak yeryuvarının % 16 lık kısmını kapsayan, yoğunluğu 10-13 gr/cm3 arasında değişen ve büyük oranda metalik demir ve az oranda nikel, sülfür ve diğer elementleri içeren çekirdek; iç ve dış çekirdek olmak üzere iki ana bölüme ayrılır.
Dış Çekirdek (outer core): Yaklaşık 2260 km kalınlıkta ve sıvı durumunda olan bu kısım, iç çekirdek ve manto arasında yer alır ve başlıça demir ve daha az oranda nikelden oluşur. Dış kısımda 4400 C olan sıcaklık iç kısımlarda 6100 C ye ulaşır.
İç Çekirdek (inner core): Yer yuvarının merkezinde yer alan, yaklaşık çapı 1220 km olan katı kısımdır. Demir ve Nikel alaşımından oluştuğuna
inanılmaktadır.
MANTO (mantle)
Mezosfer (mesosphere): Bir katının dayanımı sıcaklık basınç tarafından kontrol edilir. Katı bir madde ısıtıldığında direncini kaybeder, sıkıştırıldığında ise direnç kazanır. Basınç ve sıcaklıktaki farklılık kabuk ve mantoyu direnci farklı üç bölgeye ayırır. Mantonun alt kesiminde kayaç o kadar sıkışmıştır ki sıcaklık yüksek olsa bile basınçtan dolayı kayaçların direnci fazladır. Bu nedenle manto-dış çekirdek sınırından başlayarak (2883 km) yaklaşık 350 km derinliğe kadar olan, göreceli olarak yüksek sıcaklıklı fakat basınçtan dolayı yüksek dirence sahip bir bölge bulunur ve bu bölge Mezosfer olarak isimlendirilir.
Astenosfer (Asthenosphere): Litosferin altında yer alan ve mantonun üst kısmına karşılık gelen kesimdir. Yüzeyden yaklaşık 100-200 km derinliklerde yer alır. Alt manto ile aynı bileşime sahip olmakla birlikte plastik özellikte olup yavaş akar. Astenosfer içinde kısmi ergime sonucunda magma (ergimiş malzeme) ortaya çıkar. Oluşan magmanın bir kısmı kendisinden türeyen kayaçlardan daha az yoğun olduğundan yeryuvarı içinden yükselir .ve yeryüzüne çıkar.
LİTOSFER (lithosphere): Yerin mantosunun en üst kısmı ve tüm kabuğu içeren bölge listosfer olarak adlandırılır. Kabuk ve manto bileşimsel olarak farklılık göstermesine rağmen, litosferi astenosferden ayıran özellik kayaç bileşimindeki farklılık değil , kayaç direncindeki farklılıktır.
Litosfer ve astenosferde yer alan kayaçlar arasındaki direnç farklılıkları sıcaklık ve basıncın bir fonksiyonudur. 1300 C sıcaklık ve 100 km derinlikte ulaşılan her tür kayaç direncini kaybeder ve deforme olmaya hazır hale gelir. Burası okyanusal litosfer olarak adlandırılan litosferin okyanuslar altındaki tabanıdır. Kıtasal litosfer olarak adlandırılan karaların altındaki litosferin tabanı ise yaklaşık 200 km derinlikte yer alır.Sıcaklık burada yaklaşık 1350 C ye ulaşır.
JEOTERMAL GRADYAN VE KONVEKSİYON (Geothermal Gradients and Convection) :
Bilindiği gibi doğanın temel kanunları arasında, ısının hareketi ile ilgilenen termodinamiğin üç kanunu vardır. Bu kanunların en önemli sonuçlarından biri; ısının sıcak yerden soğuk yere doğru hareket etmesidir. Bu nedenle ısı Yerin sıcak iç kısmından soğuk üst yüzeyine doğru akmak zorundadır.
Dünyanın çeşitli yerlerindeki madenler ve sondaj kuyularında yapılan çalışmalar, sıcaklık oranlarının derinlikle birlikte artttığını göstermektedir. Jeotermal Gradyan olarak isimlendirilen bu ısı artışı bir yerden başka bir yere 5 C/km ila 75 C/km arasında değişmekteir.
200 km derinlikten daha aşağı kısımlarda ise gradyanın 0.5 C/km ye kadar düştüğü düşünülmektedir. Bu yolla yerin merkezindeki sıcaklığın en az güneşin yüzeyindeki sıcaklık ile aynı olan 5000 C civarında olmalıdır.
Kondüksiyon (cunduction; iletim): Isının katıyı deforme etmeksizin, katı içinde hareket etmesi veya başka katı içine geçmesi olayına kondüksiyon adı verilir.
Örneğin, saplı bir tencere ısıtıldığında ısı zaman içinde tencerenin sap kısmına doğru yayılır. Bu ısı iletimi sıcak malzemenin bir yerden başka bir yere hareket etmesine neden olmaz. Ancak volkanlarda sıcak malzemenin hareketinide gerektiren bir mekanizma olduğundan, ısının yer içindeki kondüksiyona ilave olarak diğer bir prosesle daha hareket edebildiği sonucunu çıkarmaktayız. Konveksiyon olarak adlandırılan bu proses, kondüksiyonun aksine, malzeme hareketine de neden olur. Yer içerisinde sıcak, az yoğun malzemenin yukarıya doğru yükselerek, soğuk yan taraftan aşağıya doğru akan malzeme ile yer değiştirmesi olayına konveksiyon akımı adı verilir.
Kayaç yeteri derecede sıcak ise akma oranı son derece yavaş olmasına rağmen yapışkan sıvı gibi akabilmektedir. Sıcaklık arttıkça kayaç zayıflamakta ve akmaya daha müsait hale gelmektedir. Yavaş konveksiyon akımları, Yer’in iç kısmı son derece sıcak olduğundan derin kısımlarda mümkün görülmektedir. Konveksiyon akımları sıcak kayaçları Yer’in iç kısımlarından yukarıya doğru getirir. Sonuç olarak sıcak kayaçlar yavaş yavaş yukarıya doğru hareket eder, her iki yana doğru yayılır ve sonunda soğudukça ve daha yoğun bir hale geldikçe aşağı doğru gömülür.
Litosferdeki kayaç son derece rijit ve dirençli olduğundan konveksiyon oluşabilmesi için ısı litosfer içine ilk olarak kondüksiyon yolu ile yükselir. Litosfer-astenosfer sınırındaki sıcaklık okyanusların altında yaklaşık 1300 C den, kıtaların altında 1350 C ye kadar değişir.
Litosferin en üst kısmındaki sıcaklık 0 C ye kadar azalır. Okyanusal litosfer yaklaşık olarak 100 km kalınlıkta olduğundan okyanusal litosferdeki jeotermal gradyan yaklaşık 1300 C/100 km veya 13 C/km dir. Diğer taraftan kıtasal litosferdeki jeotermal gradyan yaklaşık 1350 C/200 km veya 6.7 C/km dir.
Astenosfer ve mezosfer içindeki sıcaklık her yerde yeterince yüksek ve kayaçlar her yerde yeterince zayıf olduğundan konveksiyon meydana gelebilir.
Basınç derinlikle birlikte arttığından yükselen kütle yükseldikçe daha düşük basınç alanlarına girecektir. Basınç azaldıkça yükselen kütle genişleyecek ve sıcaklığı azalacaktır. Sıcaklık düşse bile yükselen kütleden ısı enerjisi kaybı olmadığından bu proses ısı kaybı veya kazancı olmayan anlamına gelen ‘adiyabatik genişleme’ olarak adlandırılmaktadır. Adiyabatik genişlemenin neden olduğu termal gradyan yakalaşık 0.5 C/km dir. Bu nedenle 200 km nin altında okyanusal ve kıtasal jeotermal gradyanlar birleşir ve çekirdek manto sınırına kadar kabaca 0.5 C/km de sabit kalır. Yer çekirdeğinin çekirdek-manto sınırındaki sıcaklığı astenosfer ve mezosfer içerisindeki adiyabatik gradyan kabullerine dayandırılarak 5000 C olarak tahmin edilmektedir.
Yeryuvarı Dinamiği:
Uzaydan bakıldığı zaman dünya hemen hemen bir küre olarak görülmektedir. Dünya ekvatorun çevresi boyunca biraz şişkin, kutuplarda ise hafifçe yassılaşmıştır. Dünyanın ekvatordaki yarıçapı 6378.2 km, kutuplardaki ise 6356.8 km dir. İkisi arasındaki fark 21.4 km dir. Bu fark yerin kendi ekseni etrafında dönmesinin bir sonucudur.
Yeryüzünde Kara ve Denizlerin dağılımı:
Denizler veya okyanuslar yer yüzeyinin yaklaşık % 71 ini, karalar ise geri kalan % 29 lık kısmını kapsar. Kara ve denizlerin eşit olmayan dağılımını görmenin en güzel yolu tam İspanya’nın üzerindeki bir noktadan alınan görüntü ile Yeni Zelanda üzerinden alınan görüntünün karşılaştırılmasıdır.
Deniz Tabanı Topografyası; Günümüzde okyanuslarda , okyanus havzalarını doldurmaya ihtiyaç olan sudan daha fazlası vardır. Bu nedenle de okyanuslar okyanus havzasını karaya doğru taşımışlardır. Okyanus kabuğunun kıtasal kabukla birleştiği yer olan okyanus havzasının jeolojik kenarı kıyı çizgisi değildir. Kıtasal ve okyanusal kabuk arasındaki sınırlar su ile kaplı olduklarından görüntüden uzaktırlar ve bugünkü güncel kıyı çizgileri kıtalar üzerinde yer almaktadır.
Sonuç olarak her kıta kıtasal şelf olarak bilinen ve değişebilen genişlikte taşkın kenarları ile çevrilidir. Jeolojik kenar kıtasal şelfin kıtasal şelfin deniz tarafındaki kenarının ilerisindeki yamaç olan kıta yamacının okyanus tarafındaki tabanındadır.
Kıta yükselimi kıta yamacının tabanında yer alır. Burası okyanus havzası tabanının kıta kenarı ile karşılaştığı, hafifçe değişen eğimi olan bölgedir. Kıta yükselimi aslında okyanus havzası tabanının bir parçasıdır. Ancak buradaki okyanusal kabuk diğer kısımlardan farklı olarak komşu kıtadan gelen kalın bir çökel istif ile kaplıdır.
İZOSTASİ:
Okyanuslardaki bütün suyu uzaklaştırmak ve daha sonra bir uzay gemisinden kuru yeri gözlemek mümkün olsaydı, okyanus havzaları ile kıtalar arasındaki farkı ve kıtaların okyanus tabanlarından 4.5 km daha yukarıda olduğunu görebilecektik. Kıtasal kabuk göreceli olarak hafif olduğundan (yoğunluk ortalama 2.7 gr/cm3), okyanus havzalarına göre daha yukarıda yer alır. Okyanusal kabuk ise göreceli olarak daha yoğun ve ağırdır (yoğunluk ortalama 3 gr/cm3). Her iki litosfer plakası astenosfer üzerinde yüzdüğünden, litosferin hafif fakat kalın kıtasal kabuk ile kaplı kısımları, ince fakat yoğun olan okyanusal kabuk ile kaplı kısımları ise düşük röliyefli alanları oluşturur. Litosfer parçalarının astenosfer üzerinde yüzer şekilde destekleninceye kadar yükselmesi ve batması olayı izostasi ilkesi olarak bilinir. İzostasiden dolayı Litosferin bütün parçaları Her biri farklı yoğunluğa Sahip ağaç blokları gibi, Yüzer bir denge içindedirler. Düşük yoğunluklu Bloklar daha yüksekten yüzer ve derin kökleri vardır.
