TYT Dünya’nın Yapısı, Kayaçlar ve Jeolojik Zamanlar konu anlatımı; yerkürenin katmanlarını, levhaları hareket ettiren temel mekanizmayı, Dünya tarihinin ana dönemlerini ve kayaçların nasıl oluşup dönüştüğünü birlikte açıklar. Bu konudaki temel fikir şudur: Dünya dışarıdan katı görünse de iç kısmındaki enerji, yerkabuğunu ve kayaç döngüsünü sürekli etkiler.
DÜNYA’NIN İÇ YAPISI
Dünya’nın İç Yapısı Nasıl İncelenir?
Dünya’nın merkezine kadar sondaj yapmak mümkün değildir. Bu nedenle iç yapı hakkında doğrudan ve dolaylı kanıtlar birlikte değerlendirilir. Volkanların yüzeye çıkardığı malzemeler ve yerkabuğundan alınan kaya örnekleri doğrudan; deprem dalgalarının farklı ortamlardaki hız ve yön değişimleri ise dolaylı kanıttır. Özellikle sismik dalgalar, katmanların yoğunluğu ve fiziksel hâli hakkında bilgi verir.
S dalgalarının sıvı ortamda ilerleyememesi, dış çekirdeğin sıvı olduğunun anlaşılmasında güçlü bir kanıttır. P dalgaları hem katı hem sıvı ortamlardan geçebilir; ancak sınır yüzeylerinde hızları ve doğrultuları değişir. Böylece Dünya’nın tek parça olmadığı, farklı özellikte katmanlardan oluştuğu belirlenir.
Yer Kabuğu ve Manto
Yer kabuğu, Dünya’nın en dıştaki ve en ince katmanıdır. Kıtasal kabuk daha kalın ve görece hafif; okyanusal kabuk daha ince ve yoğundur. Yer kabuğu ile mantonun en üstteki katı bölümü birlikte litosferi oluşturur. Litosfer, tek parça değil, levha adı verilen büyük ve küçük parçalardan meydana gelir.
Yer kabuğunun altında yaklaşık 2.900 kilometre derinliğe kadar uzanan manto bulunur. Mantonun bütünü sıvı değildir; büyük bölümü katıdır fakat uzun zaman ölçeklerinde akışkan gibi davranabilir. Litosferin altında bulunan daha plastik özellikteki astenosfer, levhaların hareket edebildiği zayıf kuşaktır.
+
=
Çekirdeğin Bölümleri
Mantonun altında çoğunlukla demir ve nikelden oluştuğu kabul edilen çekirdek yer alır. Dış çekirdek sıvı, iç çekirdek katıdır. Merkeze doğru sıcaklık artmasına rağmen iç çekirdeğin katı kalması, buradaki çok yüksek basınçla açıklanır. Sıvı dış çekirdekteki hareketlerin Dünya’nın manyetik alanının oluşumuna katkı sağladığı düşünülür.
Katmanların kalınlıkları eşit değildir. Yer kabuğu çok ince bir dış örtüyken mantonun kalınlığı yaklaşık 2.900 kilometredir. Dış çekirdek yaklaşık 2.200 kilometre kalınlığında, iç çekirdeğin yarıçapı ise yaklaşık 1.250 kilometredir.
LEVHA TEKTONİĞİNİN TEMELİ
Konveksiyon ve Levha Hareketleri
Dünya’nın iç ısısı, mantoda çok yavaş gerçekleşen konveksiyon hareketlerini besler. Isınan malzeme yükselme, soğuyan malzeme alçalma eğilimindedir. Bu dolaşım, litosfer levhalarının astenosfer üzerinde hareket etmesinde etkili mekanizmalardan biridir. Levhalar yılda santimetrelerle ölçülen küçük hızlarla hareket etse de milyonlarca yılda kıtaların ve okyanusların görünümünü değiştirebilir.
Alfred Wegener’in kıtaların kayması görüşü; kıyı çizgilerinin uyumu, farklı kıtalardaki benzer fosiller ve kaya kuşakları gibi kanıtlara dayanıyordu. Daha sonra okyanus tabanı yayılması ve levha tektoniği çalışmaları, bu hareketin mekanizmasını açıklayan daha kapsamlı modeli oluşturdu.
→
→
Levha Sınırlarının Üç Temel Hareketi
Levhalar birbirinden uzaklaşabilir, birbirine yaklaşabilir veya birbirinin yanından sıyrılarak
↔
↔
JEOLOJİK ZAMANLAR
Jeolojik Zamanlar Nasıl Belirlenir?
Dünya’nın yaklaşık 4,6 milyar yıllık geçmişi, önemli jeolojik ve biyolojik değişimlere göre bölümlere ayrılır. Kayaç katmanlarının birbirine göre konumu göreli yaş, radyoaktif elementlerin bozunması ise mutlak yaş hakkında bilgi verir. Fosiller, geçmiş canlıları ve yaşadıkları çevreyi tanımanın yanında farklı alanlardaki tabakaların karşılaştırılmasını da sağlar.
Alt katmanların genellikle üsttekilerden yaşlı olması, bozulmamış tortul diziler için temel ilkedir. Ancak kıvrılma, faylanma veya magma sokulumu gibi olaylar tabakaların sırasını değiştirebilir; bu nedenle yaşlandırmada birden fazla kanıt birlikte kullanılır.
Dünya Tarihinin Ana Bölümleri
Jeolojik zaman çizelgesinde en uzun bölüm Prekambriyendir; Dünya’nın oluşumu, ilk kabuk ve okyanusların gelişimi ile ilk basit canlılar bu geniş zaman aralığındadır. Paleozoikte deniz canlıları çeşitlenmiş, kara bitkileri ve ilk kara omurgalıları yaygınlaşmış; büyük taş kömürü yataklarının önemli bölümü oluşmuştur. Dönemin sonunda büyük bir kitlesel yok oluş yaşanmıştır.
Mezozoik, parçalanmakta olan Pangea ve sürüngenlerin yaygınlığıyla tanınır; dönem sonunda başka bir kitlesel yok oluş gerçekleşmiştir. Senozoyikte günümüz kıta ve dağ sistemlerinin görünümü belirginleşmiş, memeliler yaygınlaşmış ve insan ortaya çıkmıştır. Türkiye’deki linyit, petrol, bor ve tuz gibi bazı ekonomik oluşumlar da özellikle Senozoyik süreçleriyle ilişkilendirilir.
İlk kabuk, okyanuslar ve basit canlılar
Kara yaşamının yayılması, taş kömürü
Pangea’nın parçalanması, sürüngenler
Genç dağlar, memeliler ve insan
KAYAÇLAR VE KAYAÇ DÖNGÜSÜ
Magmatik Kayaçlar
Magmatik kayaçlar, magma veya lavın soğuyup katılaşmasıyla oluşur. Magma yerin derinliklerinde yavaş soğursa iri kristalli iç püskürük kayaçlar; yüzeye çıkan lav hızla soğursa küçük kristalli ya da camsı dış püskürük kayaçlar meydana gelir. Granit iç püskürük, bazalt ve obsidyen dış püskürük kayaçlara örnektir.
Soğuma hızı, kristal büyüklüğünü belirleyen temel etkendir. Yavaş soğuyan magmada minerallerin kristalleşmek için daha fazla zamanı vardır; hızlı soğuyan lavda ise kristaller küçük kalabilir.
Granit
Bazalt, obsidyen
Tortul ve Başkalaşım Kayaçları
Tortul kayaçlar; ayrışan malzemenin taşınıp birikmesi, suda çözünmüş minerallerin çökelmesi veya canlı kalıntılarının birikmesiyle oluşur. Bu nedenle fiziksel, kimyasal ve organik kökenli gruplara ayrılır. Kum taşı fiziksel, kaya tuzu ve traverten kimyasal, taş kömürü organik tortul kayaç örnekleridir. Fosiller çoğunlukla tortul kayaçlarda bulunur; çünkü yüksek sıcaklık ve basınç, fosil kalıntılarını bozabilir.
Başkalaşım kayaçları, önceden var olan kayaçların erimeden yüksek sıcaklık ve basınç altında mineral ve doku değiştirmesiyle oluşur. Kireç taşı mermere, granit gnaysa, kil taşı şiste dönüşebilir. Buradaki kritik ayrım, kayacın tamamen erimemesidir; erirse yeniden magmatik sürece katılır.
Kum taşı
Kaya tuzu, traverten
Taş kömürü
Mermer, gnays
Kayaçların Birbirine Dönüşümü
Kayaçlar değişmez değildir. Yüzeydeki bütün kayaçlar ayrışıp taşınarak tortula dönüşebilir; tortular sıkışma ve çimentolanmayla tortul kayaç oluşturabilir. Magmatik ya da tortul kayaçlar, yüksek sıcaklık ve basınç altında erimeden başkalaşım kayacına dönüşebilir. Herhangi bir kayaç eriyerek magmaya, magma da soğuyarak yeniden magmatik kayaca dönüşebilir.
Bu süreçlerin bütünü kayaç döngüsüdür. Döngünün tek bir başlangıç noktası ve zorunlu tek yönü yoktur. Örneğin magmatik kayaç doğrudan başkalaşıma uğrayabilir veya önce ayrışarak tortul kayaç hâline gelebilir. Döngüyü yöneten başlıca süreçler soğuma, ayrışma, taşınma, birikme, sıkışma, çimentolanma, sıcaklık, basınç ve erimedir.
Dünya’nın iç yapısı, levha hareketleri ve kayaç döngüsü birbirinden kopuk konular değildir. İç enerji levhaları ve kayaçların dönüşümünü etkiler; yüzey süreçleri de kayaçları ayrıştırıp yeniden döngüye katar. Jeolojik zamanlar ise bu çok uzun değişimlerin sırasını anlamamızı sağlayan tarih çizelgesidir.