denizci
09-27-2010, 15:19
JEOLOJİNİN TANIMI VE KONUSU
Jeoloji: Yeryuvarının yapılışını ve yeryüzünde meydana gelen fiziksel, kimyasal ve biyolojik değişmelerin geçmişini araştıran bir ilimdir. Jeoloji geniş anlamda yeryuvarının dar anlamda da yerkabuğunun oluşumu, özellikleri ve evrimini inceler. Jeoloji Yunanca geo: yer ve logos: bilim kelimelerinden alınmış bir isimdir.
Jeoloji; yeraltısularının aranması, baraj, tünel, yol gibi yapılar ile çevre ile ilgili alanlar ve maden, kömür, petrol gibi yer altı servetlerinin bulunması ve işletilmesi konusunda da yararlanılmaktadır.
Jeolojinin anabilim dalları: Genel Jeoloji, mineraloji-petrografi, maden yatakları-jeokimya ve uygulamalı jeolojidir.
Genel Jeoloji: İç ve dış kuvvetlerin etkisi altında yerkabuğunda meydana gelen değişikliklerden ve kaya türlerinden bahseder. Jeolojik olaylar yerkabuğunun yapısını ve görünümünü sürekli olarak değiştirirler. Bu değişiklikler; ısı, yerçekimi ve radyoaktivite gibi yerin enerji kaynaklarından ve güneş enerjisinden kaynaklanan yağış, rüzgar, sıcaklık, akarsu ve buzullar gibi etkenlerle meydana gelir. Yapısal jeoloji, tektonik, stratigrafi, paleontoloji
Mineraloji; Yerkabuğunda bulunan çeşitli minerallerin tariflerini ve sınıflamalarını yapan; kristal yapılarını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyen, nasıl başka minerallere dönüştüklerini anlatan bilimdir.
Petrografi; Yerkabuğunda bulunan ve minerallerin birleşmesinden meydana gelmiş olan taşların, meydana geliş sebeplerini araştıran, sınıflamalarının yapan bir ilimdir.
Uygulamalı jeoloji; Yeraltısuyu, çevre ve kent jeolojisi, mühendislik yapıları, zemin özellikleri, yapı malzemesi, petrol, kömür konuları ile ilgilenir.
Yeryuvarının Görünümü
Yeryuvarının bugünkü görünümü iki grup olayın milyonlarca yıl birlikte sürdürdükleri işlemlerin bir sonucudur. Birinci grupta yer alan iç olaylar “yapıcı” nitelikte olup yerkabuğunun büyük ölçüdeki mimari yapısını ve iç dokusunu oluştururlar. Bunlar; volkanizma, ****morfizma, tektonik deformasyon, orojenez, epirojenez, konveksiyon, kıtaların kayması ve depremler gibi olaylardır. Bu olaylara neden olan etkenler bizzat yerin içinde bulunan sıcaklık, çekim, magnetizma, radyoaktivite gibi enerji kaynaklarıdır.
Yeryuvarının görünümünü etkileyen ikinci grup olaylar, yerkabuğunu dışardan etkileyen, insanlar için yararlı duruma getirilmesini amaçlayan olaylardır. Bunların başlıcaları atmosferin etkisi altında meydana gelen toprak oluşumu, yağmur ve kar şeklindeki yağışların, akarsuların, rüzgarların, buzulların deniz dalgalarının aşındırma, taşıma ve biriktirme işlemleri, karalarda ve deniz diplerindeki kütle hareketleri, karalar üzerinde, kıyılarda, göllerde ve denizlerin çeşitli bölgelerinde meydana gelen çökelme-tortullaşma (sedimantasyon) olayları; yumuşak ve gevşek tortulların katı-sert tabakalar haline gelmesi (taşlaşma), fosilleşme, kömürleşme ve petrol- doğal gaz oluşumu (diyajenez) gibi olaylardır. Bu olaylara neden olan enerji kaynağı, bu kez yeryuvarının dışında, tüm gezegenleri etkileyen ısı ve ışın biçimindeki güneş enerjisidir.
****morfizma; Katı kayaların, sadece gömülme ve sonrada üstte biriken yük ile değil basınç, sıcaklık, kimyasal maddelerin katılması ile bileşim, doku ve iç yapılarının değişikliğe uğramasıdır. (Başkalaşması)
Orojenez; Dağ oluşumu, yerkabuğunun özgül kesimlerinin kıvrımlanması, faylanması ile oldukça hızlı dağ oluşumu.
Epirojenez; Büyük kabuk kütlelerinin yükselmesine veya büyük çanakların oluşmasına sebep olan oldukça yavaş ve geniş hareketlerdir. (Kırılma, faylanma yok)
Konveksiyon; Ortamdaki farklı sıcaklıklar ve dolayısıyla değişik yoğunluklar yüzünden bir çekim alanındaki herhangi bir akışkan ortamın (sıvı veya gaz) herhangi bir kısmının kütle hareketi işlemidir.
DÜNYANIN YAPISI
Dünya; dıştan içe doğru atmosfer, hidrosfer, litosfer ve barisfer denen zarların birbiri üzerine gelmesinden teşekkül etmiştir. Genel şekli kutupları hafif basık bir küreye benzer. Kutupları birleştiren eksen ile ekvatordan geçen çap arasında 43 km’lik bir boyut farkı vardır. Ekvator yarıçapı kutuplardan geçen yarıçaptan 21,5 km daha uzundur. Yeni şekli için “jeoid “ ve sferoid” değimleri kullanılır. Litosfer jeolojinin esas konusunu teşkil eder. Fakat, atmosfer, hidrosfer, canlılar ve iç kuvvetlerde meydana getirdikleri jeolojik olaylar dolayısıyla jeolojinin konuları arasındadır.
Atmosfer: Dünyanın etrafını dıştan saran bir gaz karışımından ibarettir. Bu karışımı teşkil eden gazlar; azot, oksijen, karbondioksit, argon, neon, kripton, xenon ve hidrojenden ibarettir. Ayrıca, atmosferin yapısında su buharı, karbonik asitte bulunmaktadır. Karışımı meydana getiren bütün gazlar ve diğer bileşikler, atmosfer içinde yoğunluklarına göre sıralanmışlardır. En altta azot, karbondioksit, oksijen, su buharı ile karbonik asit vardır. Bu gazların üstünde de yoğunlukları daha az olan argon, neon, kripton, xenon gibi gazlar bulunur.
Atmosferi meydana getiren gaz karışımının kalınlığı yüzlerce kilometreyi bulmaktadır. Yoğunlukları farklı olan gazlar ise, atmosfer içinde üst üste gelerek yeni katmanlar meydana getirmişlerdir. Bu katmanlar sırasıyla troposfer, stratosfer, kemosfer, iyonosfer ve mezosfer katmanlarıdır. Bulutların meydana gelmesi ve atmosfer hareketlerinin fazla olması bakımından atmosferin en hareketli kısmı troposferdir. Atmosfer zarfları, güneşten dünyamıza gelen ısının, yerkabuğunu teşkil eden tabakalara kadar geçmesine müsaade eder. Fakat, yerkabuğundan yansıyarak, geriye dönmesine mani olur. Dolayısıyla atmosfer zarfları, yeryüzünün ısınmasına yardım etmektedirler.
Hidrosfer: Sialin geniş çukurlarını doldurmuş olan su kütlesidir. Yeryüzünün 5/8’ini kaplayan bu su kütlesinin esasını denizler teşkil eder. Denizler haricinde kalan göller ise denizlerin kapladığı alan yanında az bir yer işgal eder. Nehirler ve diğer akarsuların toplanma havzaları da denizlerdir. Denizlerin kapladığı alanlar,fiziksel ve kimyasal şartlar; jeolojik zamanlar esnasında, bir çok değişiklikler geçirmiştir. Okyanuslar en geniş su havzalarını teşkil ederler ve kıtalar arasında kalan ufak denizler ise daha dar alanları işgal ederler. Okyanusların yüzeyindeki ısı coğrafi enleme ve mevsimlere göre değişir. Isı değişiklikleri okyanuslarda 32C0 ile –3 C0 arasında değerler gösterir. Okyanusların derinlerindeki ısı azalmasına kutuplardan gelen soğuk ve ağır derinlik suları sebep olmaktadır.
Denizaltı setleriyle birbirinden ayrılmış olan denizlerde ise, ısı durumunun aynı derinliklerde birbirine uymadığı görülür. Mesela, Atlantik ile Akdenizi ayıran Septe Boğazının iki yanında ısı durumu aynı derinliklerde farklıdır.
Deniz suyunun yapısında erimiş olarak bir çok madensel tuzlar ve gazlar vardır. Bu sebepten deniz sularının yoğunlukları da tatlı sulara nazaran fazladır (1.027 gr). Eğer denizlere büyük nehirler akacak olursa, yoğunluk azalır.
Litosfer: Litosferin kelime manası taş küre demektir. Dünyamızın yeryüzünden başlayarak yer içine doğru inen ve kalınlığı 35-85 km arasında değişen kısmına litosfer adı verilmektedir. Yerkabuğu kimyasal ve mineralojik bileşimleri birbirinden açıkça farklı olan iki grup kayaçtan meydana gelmiştir. Birinci grupta; granit, kumtaşı, kireçtaşı gibi ortalama yoğunlukları 2.7 gr/cm3 olan hafif kayaçlar bulunur. Bunlar silisyum oksit ve aliminyum oksitçe zengin kayaçlardır ve geniş kapsamlı bir terim olan SİAL kelimesi ile tanımlanır.
İkinci grupta ise, bazalt cinsinden koyu renkli ve ağır kayaçlar yeralır. Bunlar yoğunlukları 2.8-3 gr/cm3 arasında bulunan bazik kayaçlardır. (SiO2 % 50 kadar) Bunlara ayrıca yoğunluğu 3.4 gr/cm3 olan daha ağır ve daha bazik (ultrabazik) kayaçlar da (SiO2 oranı % 40-45) katılır. Bunların bileşimlerinde demiroksit ve mağnezyum oksit önemli bir yer tutar. Bu nedenle, bu grup kayaçlar için mağnezyum oksitçe zengin anlamına gelen SİMA deyimi kullanılır.
Yerkabuğunun altında manto (üst ve alt) bölgesi; mantonun altında ise iç ve dış çekirdekten oluşan çekirdek kısmı bulunur. Kabuk ile manto arasındaki sınır bir süreksizlik yüzeyi olup, bu sınıra Mohorovicic, kısaca MOHO süreksizliği denir. Moho süreksizliği; yüksek dağlık bölgeler altında 35-40 km, okyanuslar altında ise 8-10 km derinlikte bulunur. Bu sınır altında cisimlerin yoğunluğu 2.9’dan3.3 gr/cm3 ve sismik P dalga hızları 7.2 km/sn’den 8.1 km/sn yükselir.
Moho süreksizliğinin altındaki üst manto bölgesine Astenosfer denilmektedir. Üst Manto bölgesi 700 km derinliklere kadar iner. Yeriçinin 700 km ile 2890 km derinlikleri arasında kalan kısmına Alt Manto denir. Buranın bileşimi Üst Mantodan farklıdır.
Çekirdeğin bulunduğu kısma Barisfer denir. Yeryüzünden 2890 km derinlikte mantodan çekirdeğe geçilir. Bu sınıra Wiechert-Gutenberg süreksizliği denir. Çekirdeğin 5150 km derinliğe kadar olan kısmına dış çekirdek, buradan yer merkezine (6371 km) kadar olan kısmına ise iç çekirdek denir. Dış çekirdek ile iç çekirdek arasında Lehman süreksizliği vardır. Dış çekirdeğin esas maddesinin ergimiş halde Fe/Ni karışımı (% 90-92 Fe, % 10-8 Ni), iç çekirdeğin ise kristal halde Fe/Ni karışımı olduğu bilinmektedir. Barisferin yapısında en fazla bulunan elementler, Ni ve Fe olduğundan Barisfere Nife’de denilmektedir.
DÜNYANIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Dünya kutuplarından hafif basık olan bir küre şeklindedir. Çapı; Ekvatorda 12 756 km, kutuplar arasında 12 712 km’dir. Hacmi; 1 083 260 km3 , kütlesi 6.1 x1024 kg’dır.
Dünyanın Yoğunluğu: Yoğunlukları bakımından dünyayı meydana getiren barisfer, çekirdek zarfları, sima ve sial farklı değerler göstermektedir. Barisferin yoğunluğu diğer zarflardan fazladır. Dünyanın derinliklerindeki yoğunluk farklılaşması merkezden yeryüzüne doğru azalarak devam etmektedir. Dünyanın ortalama yoğunluğu 5.52 dir.
Yeriçinin sıcaklığı : Yerin sıcaklığı yaklaşık olarak 30 m derinlikte hissedilmeye başlar ve buradan sonra derinlere inildikçe sıcaklık artar. Maden ocaklarında tünel ve petrol kuyularında bu sıcaklık en iyi şekilde hissedilir.
Yeryuvarı bir ısı makinesi gibidir. Yerin iç kısmından yeryüzüne doğru sürekli bir ısı akımı (ısı akışı) vardır. Yeriçindeki ısı, güneşten gelen ısıya kıyasla az olmasına rağmen, birçok volkanlar, depremler ve dağ oluşumu için gerekli enerjinin kaynağını meydana getirir. Yeryuvarının litosfer ve üst manto bölgesindeki yüksek radyoaktivite ile daha derinlerde etken olan gravitasyon enerjisinin termal enerjiye dönüşümü, yeriçi ısısının ve sıcaklığının başlıca kaynaklarıdır.
En çok rastlanan mağmatik kayaçlardaki radyoaktif ısı üretimi, bunların içerdikleri radiojenik Uranyum, Toryum ve Potasyumun miktarlarına göre değişmektedir. En fazla radyoaktif element içeren granit ve granitik kayaç grupları en çok ısı üretirler.
Günlük yaşantımızda yer ısısının farkında olmayışımızın nedeni, yer kabuğunun ısı iletkenliğinin düşük olması, ısının yeryüzüne çok yavaş gelmesidir.
Dünyanın merkezine doğru inildikçe ısı devamlı olarak artar. Yerin sıcaklığının 1 C0 artması için inilmesi gereken derinlik her bölgede aynı değildir. Yaklaşık olarak her 33 mde yerin sıcaklığı 1 C0 artar. Buna Jeotermik gradyan denir.
Yerin içinden yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine yerin ısı akısı denir. Bunun değeri jeotermik gradyana bağlı olduğu gibi, ısının içinden geçtiği kayaç kütlesinin ısı iletkenliğine bağlıdır.
Jeotermik derece; ısının bir derece yükselmesi için bilinmesi gereken derinlik olup, ortalama 300 m’dir. Yer ısısı derecesine aşağıdaki faktörler etki eder.
• Geçilen tabakanın iletkenliği veya yalıtkanlığı
• Kayaçların cinsleri
• Tabakaların Şistozite dereceleri
• Bölgede volkanik faaliyetin olup olmadığı
• Radyoaktif minerallerin yokluğu yada varlığı
Yerçekimi ve İzostasi; Serbestçe salınım yapan bir sarkacın sürekli hareketi, boşluğa bırakılan veya havaya fırlatılan bir cismin yeryüzüne düşmesi, yeryuvarının bir çekim kuvvetine sahip olduğunun açık belirtileridir.
Yerçekimi değeri, çekim kuvvetinin ivmesi ile belirtilir ve g ile gösterilir. Yeryuvarı geometrik olarak tam bir küre olmadığından, yerçekimi ivmesinin kutuplardaki değeri ekvatordaki değerinden fazladır. (Kutuplarda 983 gal, ekvatorda 978 gal)
Yeryüzünde bir noktadaki çekim kuvveti; bu noktanın yer merkezine olan uzaklığına, noktanın deniz seviyesine göre yüksekliğine ve noktayı çevreleyen maddelerin yoğunluğuna bağlı olarak değişir.
Yer kabuğunun kütleleri ve yoğunlukları birbirinden farklı büyük parçaları arasındaki denge durumuna izostasi denir. Jeolojik olaylarla yerkürede birçok değişiklikler meydana gelir. Sedimantasyon, yer kabuğu hareketi ve mağmatik faaliyetler izostatik dengeyi bozar.
Dünyanın mıknatıslığı: Mıknatıslık özelliğinin büyük bir kısmı litosfere aittir. Litosfer yapısındaki minerallerin farklı mıknatıslanma kabiliyetinde olmaları, muhtelif litosfer bölgelerindeki magnetik alan şiddetlerinin farklı olmasına sebep olmaktadır. Kuvars, kalsit, kayatuzu gibi mıknatıslanma kabiliyeti az olan (-0.001 gauss) diamagnetik minerallerin bulundukları litosfer bölgelerinde, magnetik alan şiddetleri azalır. Buna mukabil mıknatıslanma kabiliyetleri fazla olan (200-2000 Gauss) minerallein bulundukları bölgelerde ise, litosferin magnetik alan şiddeti artar. Dünyanın magnetik alan şiddeti 0.5 gauss’tur. Mıknatıslanma kabiliyetleri fazla olan minerallere paramagnetik mineraller denir. Litosferin muhtelif bölgelerindeki magnetik alan şiddetlerini magnetometre ile ölçmek mümkündür.
YERYUVARININ KİMYASAL YAPISI
Dünyanın kimyasal yapısı merkezinden yeryüzüne doğru değişiklikler göstermektedir. Yerin kimyasal bileşimi çoğunlukla Manto ve çekirdeğin bileşiminden oluşur. Çekirdeğin çoğunlukla demirden ve buna az miktarda (%10) karışan Ni, C,Si ve S gibi hafif elementlerden oluştuğu kabul edilmektedir.
Mantonun bileşiminde Mg ve Fe’in silikatları ve oksitleri ile bunlara ikincil olarak katılan Al, Ca,Na,K ve benzerlerinin silikat ve oksitleri yeralmaktadır. Mantonun çekirdeğe nazaran en belirgin özelliği, manto bileşiminde oksijen oranının yüksek oluşudur.
Yerkabuğunun bileşimi hakkında daha çok ve daha kesin bilgiler vardır. Yer kabuğunun kütlesi manto kütlesinin yaklaşık olarak % 0.6’sı kadar olmasına rağmen, kabukta U, Ba,Rb ve az da olsa Sr mantoya göre dehe fazladır. Kıtasal kabuğun ortalama bileşimi granitik değil ara bileşimlidir. Okyanus tabanlarında ince bir sediment örtü altındaki okyanusal kabuğun kimyasal –mineralojik bileşim ise, kıtasal kabuğun bileşiminden oldukça farklıdır.
Elementler Jeokimyasal sınıflandırma yöntemlerine göre Goldschmidt tarafından üç grupta toplanmıştır.
1- Siderofil Elementler: Bunlar ****lik demirle birlikte bulunma eğilimi gösteren , atomik özelliği nedeniyle diğer elementlerle kimyasal bileşimler yapmaya elverişli olmayan, nabit ****l halinde elementlerdir. Başlıca örnekleri; Fe, Co, Ni, Pt, Au, Mo, Sn,C, P, Ge,Os’dir. Bunlar daha çok yerin çekirdeğinde bulunurlar.
2- Kalkofil Elementler: Bunlar, kükürtle kolayca birleşme eğilimi gösteren, kükürde karşı kimyasal yakınlığı olan elementlerdir. Genellikle sülfürleri meydana getirirler ve en çok yerin manto kısmında bulunurlar. Başlıca örnekleri; S, Zn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Hg ve Cd’dir.
3- Litofil Elementler: Bunlar oksijenle kolayca birleşme eğilimi gösteren, oksijene karşı kimyasal yakınlığı fazla olan elementlerdir. Çoğunlukla oksitleri ve silikatları meydana getirirler ve en çok yer kabuğunun bileşimine katılırlar. Başlıca örnekleri O, Si, Al, Fe, Mg, Na, K, Li, Ca, Mn, Sr, Ba, Ti, W, Cr, Zr, F, Rb, Be
Jeoloji: Yeryuvarının yapılışını ve yeryüzünde meydana gelen fiziksel, kimyasal ve biyolojik değişmelerin geçmişini araştıran bir ilimdir. Jeoloji geniş anlamda yeryuvarının dar anlamda da yerkabuğunun oluşumu, özellikleri ve evrimini inceler. Jeoloji Yunanca geo: yer ve logos: bilim kelimelerinden alınmış bir isimdir.
Jeoloji; yeraltısularının aranması, baraj, tünel, yol gibi yapılar ile çevre ile ilgili alanlar ve maden, kömür, petrol gibi yer altı servetlerinin bulunması ve işletilmesi konusunda da yararlanılmaktadır.
Jeolojinin anabilim dalları: Genel Jeoloji, mineraloji-petrografi, maden yatakları-jeokimya ve uygulamalı jeolojidir.
Genel Jeoloji: İç ve dış kuvvetlerin etkisi altında yerkabuğunda meydana gelen değişikliklerden ve kaya türlerinden bahseder. Jeolojik olaylar yerkabuğunun yapısını ve görünümünü sürekli olarak değiştirirler. Bu değişiklikler; ısı, yerçekimi ve radyoaktivite gibi yerin enerji kaynaklarından ve güneş enerjisinden kaynaklanan yağış, rüzgar, sıcaklık, akarsu ve buzullar gibi etkenlerle meydana gelir. Yapısal jeoloji, tektonik, stratigrafi, paleontoloji
Mineraloji; Yerkabuğunda bulunan çeşitli minerallerin tariflerini ve sınıflamalarını yapan; kristal yapılarını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceleyen, nasıl başka minerallere dönüştüklerini anlatan bilimdir.
Petrografi; Yerkabuğunda bulunan ve minerallerin birleşmesinden meydana gelmiş olan taşların, meydana geliş sebeplerini araştıran, sınıflamalarının yapan bir ilimdir.
Uygulamalı jeoloji; Yeraltısuyu, çevre ve kent jeolojisi, mühendislik yapıları, zemin özellikleri, yapı malzemesi, petrol, kömür konuları ile ilgilenir.
Yeryuvarının Görünümü
Yeryuvarının bugünkü görünümü iki grup olayın milyonlarca yıl birlikte sürdürdükleri işlemlerin bir sonucudur. Birinci grupta yer alan iç olaylar “yapıcı” nitelikte olup yerkabuğunun büyük ölçüdeki mimari yapısını ve iç dokusunu oluştururlar. Bunlar; volkanizma, ****morfizma, tektonik deformasyon, orojenez, epirojenez, konveksiyon, kıtaların kayması ve depremler gibi olaylardır. Bu olaylara neden olan etkenler bizzat yerin içinde bulunan sıcaklık, çekim, magnetizma, radyoaktivite gibi enerji kaynaklarıdır.
Yeryuvarının görünümünü etkileyen ikinci grup olaylar, yerkabuğunu dışardan etkileyen, insanlar için yararlı duruma getirilmesini amaçlayan olaylardır. Bunların başlıcaları atmosferin etkisi altında meydana gelen toprak oluşumu, yağmur ve kar şeklindeki yağışların, akarsuların, rüzgarların, buzulların deniz dalgalarının aşındırma, taşıma ve biriktirme işlemleri, karalarda ve deniz diplerindeki kütle hareketleri, karalar üzerinde, kıyılarda, göllerde ve denizlerin çeşitli bölgelerinde meydana gelen çökelme-tortullaşma (sedimantasyon) olayları; yumuşak ve gevşek tortulların katı-sert tabakalar haline gelmesi (taşlaşma), fosilleşme, kömürleşme ve petrol- doğal gaz oluşumu (diyajenez) gibi olaylardır. Bu olaylara neden olan enerji kaynağı, bu kez yeryuvarının dışında, tüm gezegenleri etkileyen ısı ve ışın biçimindeki güneş enerjisidir.
****morfizma; Katı kayaların, sadece gömülme ve sonrada üstte biriken yük ile değil basınç, sıcaklık, kimyasal maddelerin katılması ile bileşim, doku ve iç yapılarının değişikliğe uğramasıdır. (Başkalaşması)
Orojenez; Dağ oluşumu, yerkabuğunun özgül kesimlerinin kıvrımlanması, faylanması ile oldukça hızlı dağ oluşumu.
Epirojenez; Büyük kabuk kütlelerinin yükselmesine veya büyük çanakların oluşmasına sebep olan oldukça yavaş ve geniş hareketlerdir. (Kırılma, faylanma yok)
Konveksiyon; Ortamdaki farklı sıcaklıklar ve dolayısıyla değişik yoğunluklar yüzünden bir çekim alanındaki herhangi bir akışkan ortamın (sıvı veya gaz) herhangi bir kısmının kütle hareketi işlemidir.
DÜNYANIN YAPISI
Dünya; dıştan içe doğru atmosfer, hidrosfer, litosfer ve barisfer denen zarların birbiri üzerine gelmesinden teşekkül etmiştir. Genel şekli kutupları hafif basık bir küreye benzer. Kutupları birleştiren eksen ile ekvatordan geçen çap arasında 43 km’lik bir boyut farkı vardır. Ekvator yarıçapı kutuplardan geçen yarıçaptan 21,5 km daha uzundur. Yeni şekli için “jeoid “ ve sferoid” değimleri kullanılır. Litosfer jeolojinin esas konusunu teşkil eder. Fakat, atmosfer, hidrosfer, canlılar ve iç kuvvetlerde meydana getirdikleri jeolojik olaylar dolayısıyla jeolojinin konuları arasındadır.
Atmosfer: Dünyanın etrafını dıştan saran bir gaz karışımından ibarettir. Bu karışımı teşkil eden gazlar; azot, oksijen, karbondioksit, argon, neon, kripton, xenon ve hidrojenden ibarettir. Ayrıca, atmosferin yapısında su buharı, karbonik asitte bulunmaktadır. Karışımı meydana getiren bütün gazlar ve diğer bileşikler, atmosfer içinde yoğunluklarına göre sıralanmışlardır. En altta azot, karbondioksit, oksijen, su buharı ile karbonik asit vardır. Bu gazların üstünde de yoğunlukları daha az olan argon, neon, kripton, xenon gibi gazlar bulunur.
Atmosferi meydana getiren gaz karışımının kalınlığı yüzlerce kilometreyi bulmaktadır. Yoğunlukları farklı olan gazlar ise, atmosfer içinde üst üste gelerek yeni katmanlar meydana getirmişlerdir. Bu katmanlar sırasıyla troposfer, stratosfer, kemosfer, iyonosfer ve mezosfer katmanlarıdır. Bulutların meydana gelmesi ve atmosfer hareketlerinin fazla olması bakımından atmosferin en hareketli kısmı troposferdir. Atmosfer zarfları, güneşten dünyamıza gelen ısının, yerkabuğunu teşkil eden tabakalara kadar geçmesine müsaade eder. Fakat, yerkabuğundan yansıyarak, geriye dönmesine mani olur. Dolayısıyla atmosfer zarfları, yeryüzünün ısınmasına yardım etmektedirler.
Hidrosfer: Sialin geniş çukurlarını doldurmuş olan su kütlesidir. Yeryüzünün 5/8’ini kaplayan bu su kütlesinin esasını denizler teşkil eder. Denizler haricinde kalan göller ise denizlerin kapladığı alan yanında az bir yer işgal eder. Nehirler ve diğer akarsuların toplanma havzaları da denizlerdir. Denizlerin kapladığı alanlar,fiziksel ve kimyasal şartlar; jeolojik zamanlar esnasında, bir çok değişiklikler geçirmiştir. Okyanuslar en geniş su havzalarını teşkil ederler ve kıtalar arasında kalan ufak denizler ise daha dar alanları işgal ederler. Okyanusların yüzeyindeki ısı coğrafi enleme ve mevsimlere göre değişir. Isı değişiklikleri okyanuslarda 32C0 ile –3 C0 arasında değerler gösterir. Okyanusların derinlerindeki ısı azalmasına kutuplardan gelen soğuk ve ağır derinlik suları sebep olmaktadır.
Denizaltı setleriyle birbirinden ayrılmış olan denizlerde ise, ısı durumunun aynı derinliklerde birbirine uymadığı görülür. Mesela, Atlantik ile Akdenizi ayıran Septe Boğazının iki yanında ısı durumu aynı derinliklerde farklıdır.
Deniz suyunun yapısında erimiş olarak bir çok madensel tuzlar ve gazlar vardır. Bu sebepten deniz sularının yoğunlukları da tatlı sulara nazaran fazladır (1.027 gr). Eğer denizlere büyük nehirler akacak olursa, yoğunluk azalır.
Litosfer: Litosferin kelime manası taş küre demektir. Dünyamızın yeryüzünden başlayarak yer içine doğru inen ve kalınlığı 35-85 km arasında değişen kısmına litosfer adı verilmektedir. Yerkabuğu kimyasal ve mineralojik bileşimleri birbirinden açıkça farklı olan iki grup kayaçtan meydana gelmiştir. Birinci grupta; granit, kumtaşı, kireçtaşı gibi ortalama yoğunlukları 2.7 gr/cm3 olan hafif kayaçlar bulunur. Bunlar silisyum oksit ve aliminyum oksitçe zengin kayaçlardır ve geniş kapsamlı bir terim olan SİAL kelimesi ile tanımlanır.
İkinci grupta ise, bazalt cinsinden koyu renkli ve ağır kayaçlar yeralır. Bunlar yoğunlukları 2.8-3 gr/cm3 arasında bulunan bazik kayaçlardır. (SiO2 % 50 kadar) Bunlara ayrıca yoğunluğu 3.4 gr/cm3 olan daha ağır ve daha bazik (ultrabazik) kayaçlar da (SiO2 oranı % 40-45) katılır. Bunların bileşimlerinde demiroksit ve mağnezyum oksit önemli bir yer tutar. Bu nedenle, bu grup kayaçlar için mağnezyum oksitçe zengin anlamına gelen SİMA deyimi kullanılır.
Yerkabuğunun altında manto (üst ve alt) bölgesi; mantonun altında ise iç ve dış çekirdekten oluşan çekirdek kısmı bulunur. Kabuk ile manto arasındaki sınır bir süreksizlik yüzeyi olup, bu sınıra Mohorovicic, kısaca MOHO süreksizliği denir. Moho süreksizliği; yüksek dağlık bölgeler altında 35-40 km, okyanuslar altında ise 8-10 km derinlikte bulunur. Bu sınır altında cisimlerin yoğunluğu 2.9’dan3.3 gr/cm3 ve sismik P dalga hızları 7.2 km/sn’den 8.1 km/sn yükselir.
Moho süreksizliğinin altındaki üst manto bölgesine Astenosfer denilmektedir. Üst Manto bölgesi 700 km derinliklere kadar iner. Yeriçinin 700 km ile 2890 km derinlikleri arasında kalan kısmına Alt Manto denir. Buranın bileşimi Üst Mantodan farklıdır.
Çekirdeğin bulunduğu kısma Barisfer denir. Yeryüzünden 2890 km derinlikte mantodan çekirdeğe geçilir. Bu sınıra Wiechert-Gutenberg süreksizliği denir. Çekirdeğin 5150 km derinliğe kadar olan kısmına dış çekirdek, buradan yer merkezine (6371 km) kadar olan kısmına ise iç çekirdek denir. Dış çekirdek ile iç çekirdek arasında Lehman süreksizliği vardır. Dış çekirdeğin esas maddesinin ergimiş halde Fe/Ni karışımı (% 90-92 Fe, % 10-8 Ni), iç çekirdeğin ise kristal halde Fe/Ni karışımı olduğu bilinmektedir. Barisferin yapısında en fazla bulunan elementler, Ni ve Fe olduğundan Barisfere Nife’de denilmektedir.
DÜNYANIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Dünya kutuplarından hafif basık olan bir küre şeklindedir. Çapı; Ekvatorda 12 756 km, kutuplar arasında 12 712 km’dir. Hacmi; 1 083 260 km3 , kütlesi 6.1 x1024 kg’dır.
Dünyanın Yoğunluğu: Yoğunlukları bakımından dünyayı meydana getiren barisfer, çekirdek zarfları, sima ve sial farklı değerler göstermektedir. Barisferin yoğunluğu diğer zarflardan fazladır. Dünyanın derinliklerindeki yoğunluk farklılaşması merkezden yeryüzüne doğru azalarak devam etmektedir. Dünyanın ortalama yoğunluğu 5.52 dir.
Yeriçinin sıcaklığı : Yerin sıcaklığı yaklaşık olarak 30 m derinlikte hissedilmeye başlar ve buradan sonra derinlere inildikçe sıcaklık artar. Maden ocaklarında tünel ve petrol kuyularında bu sıcaklık en iyi şekilde hissedilir.
Yeryuvarı bir ısı makinesi gibidir. Yerin iç kısmından yeryüzüne doğru sürekli bir ısı akımı (ısı akışı) vardır. Yeriçindeki ısı, güneşten gelen ısıya kıyasla az olmasına rağmen, birçok volkanlar, depremler ve dağ oluşumu için gerekli enerjinin kaynağını meydana getirir. Yeryuvarının litosfer ve üst manto bölgesindeki yüksek radyoaktivite ile daha derinlerde etken olan gravitasyon enerjisinin termal enerjiye dönüşümü, yeriçi ısısının ve sıcaklığının başlıca kaynaklarıdır.
En çok rastlanan mağmatik kayaçlardaki radyoaktif ısı üretimi, bunların içerdikleri radiojenik Uranyum, Toryum ve Potasyumun miktarlarına göre değişmektedir. En fazla radyoaktif element içeren granit ve granitik kayaç grupları en çok ısı üretirler.
Günlük yaşantımızda yer ısısının farkında olmayışımızın nedeni, yer kabuğunun ısı iletkenliğinin düşük olması, ısının yeryüzüne çok yavaş gelmesidir.
Dünyanın merkezine doğru inildikçe ısı devamlı olarak artar. Yerin sıcaklığının 1 C0 artması için inilmesi gereken derinlik her bölgede aynı değildir. Yaklaşık olarak her 33 mde yerin sıcaklığı 1 C0 artar. Buna Jeotermik gradyan denir.
Yerin içinden yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine yerin ısı akısı denir. Bunun değeri jeotermik gradyana bağlı olduğu gibi, ısının içinden geçtiği kayaç kütlesinin ısı iletkenliğine bağlıdır.
Jeotermik derece; ısının bir derece yükselmesi için bilinmesi gereken derinlik olup, ortalama 300 m’dir. Yer ısısı derecesine aşağıdaki faktörler etki eder.
• Geçilen tabakanın iletkenliği veya yalıtkanlığı
• Kayaçların cinsleri
• Tabakaların Şistozite dereceleri
• Bölgede volkanik faaliyetin olup olmadığı
• Radyoaktif minerallerin yokluğu yada varlığı
Yerçekimi ve İzostasi; Serbestçe salınım yapan bir sarkacın sürekli hareketi, boşluğa bırakılan veya havaya fırlatılan bir cismin yeryüzüne düşmesi, yeryuvarının bir çekim kuvvetine sahip olduğunun açık belirtileridir.
Yerçekimi değeri, çekim kuvvetinin ivmesi ile belirtilir ve g ile gösterilir. Yeryuvarı geometrik olarak tam bir küre olmadığından, yerçekimi ivmesinin kutuplardaki değeri ekvatordaki değerinden fazladır. (Kutuplarda 983 gal, ekvatorda 978 gal)
Yeryüzünde bir noktadaki çekim kuvveti; bu noktanın yer merkezine olan uzaklığına, noktanın deniz seviyesine göre yüksekliğine ve noktayı çevreleyen maddelerin yoğunluğuna bağlı olarak değişir.
Yer kabuğunun kütleleri ve yoğunlukları birbirinden farklı büyük parçaları arasındaki denge durumuna izostasi denir. Jeolojik olaylarla yerkürede birçok değişiklikler meydana gelir. Sedimantasyon, yer kabuğu hareketi ve mağmatik faaliyetler izostatik dengeyi bozar.
Dünyanın mıknatıslığı: Mıknatıslık özelliğinin büyük bir kısmı litosfere aittir. Litosfer yapısındaki minerallerin farklı mıknatıslanma kabiliyetinde olmaları, muhtelif litosfer bölgelerindeki magnetik alan şiddetlerinin farklı olmasına sebep olmaktadır. Kuvars, kalsit, kayatuzu gibi mıknatıslanma kabiliyeti az olan (-0.001 gauss) diamagnetik minerallerin bulundukları litosfer bölgelerinde, magnetik alan şiddetleri azalır. Buna mukabil mıknatıslanma kabiliyetleri fazla olan (200-2000 Gauss) minerallein bulundukları bölgelerde ise, litosferin magnetik alan şiddeti artar. Dünyanın magnetik alan şiddeti 0.5 gauss’tur. Mıknatıslanma kabiliyetleri fazla olan minerallere paramagnetik mineraller denir. Litosferin muhtelif bölgelerindeki magnetik alan şiddetlerini magnetometre ile ölçmek mümkündür.
YERYUVARININ KİMYASAL YAPISI
Dünyanın kimyasal yapısı merkezinden yeryüzüne doğru değişiklikler göstermektedir. Yerin kimyasal bileşimi çoğunlukla Manto ve çekirdeğin bileşiminden oluşur. Çekirdeğin çoğunlukla demirden ve buna az miktarda (%10) karışan Ni, C,Si ve S gibi hafif elementlerden oluştuğu kabul edilmektedir.
Mantonun bileşiminde Mg ve Fe’in silikatları ve oksitleri ile bunlara ikincil olarak katılan Al, Ca,Na,K ve benzerlerinin silikat ve oksitleri yeralmaktadır. Mantonun çekirdeğe nazaran en belirgin özelliği, manto bileşiminde oksijen oranının yüksek oluşudur.
Yerkabuğunun bileşimi hakkında daha çok ve daha kesin bilgiler vardır. Yer kabuğunun kütlesi manto kütlesinin yaklaşık olarak % 0.6’sı kadar olmasına rağmen, kabukta U, Ba,Rb ve az da olsa Sr mantoya göre dehe fazladır. Kıtasal kabuğun ortalama bileşimi granitik değil ara bileşimlidir. Okyanus tabanlarında ince bir sediment örtü altındaki okyanusal kabuğun kimyasal –mineralojik bileşim ise, kıtasal kabuğun bileşiminden oldukça farklıdır.
Elementler Jeokimyasal sınıflandırma yöntemlerine göre Goldschmidt tarafından üç grupta toplanmıştır.
1- Siderofil Elementler: Bunlar ****lik demirle birlikte bulunma eğilimi gösteren , atomik özelliği nedeniyle diğer elementlerle kimyasal bileşimler yapmaya elverişli olmayan, nabit ****l halinde elementlerdir. Başlıca örnekleri; Fe, Co, Ni, Pt, Au, Mo, Sn,C, P, Ge,Os’dir. Bunlar daha çok yerin çekirdeğinde bulunurlar.
2- Kalkofil Elementler: Bunlar, kükürtle kolayca birleşme eğilimi gösteren, kükürde karşı kimyasal yakınlığı olan elementlerdir. Genellikle sülfürleri meydana getirirler ve en çok yerin manto kısmında bulunurlar. Başlıca örnekleri; S, Zn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Hg ve Cd’dir.
3- Litofil Elementler: Bunlar oksijenle kolayca birleşme eğilimi gösteren, oksijene karşı kimyasal yakınlığı fazla olan elementlerdir. Çoğunlukla oksitleri ve silikatları meydana getirirler ve en çok yer kabuğunun bileşimine katılırlar. Başlıca örnekleri O, Si, Al, Fe, Mg, Na, K, Li, Ca, Mn, Sr, Ba, Ti, W, Cr, Zr, F, Rb, Be