close

Enter

Log in using OpenID

Bölüm1 - Kırklareli Üniversitesi Personel Web Sistemi

embedDownload
1
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE
JEOLOJİ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web
: http://personel.kirklareli.edu.tr/orhan-arkoc
2
BÖLÜM 1
Jeoloji, Jeofizik nedir?
Yeryuvarının Genel Özellikleri, Tanımı ve Levha Tektoniği
3
JEOLOJİNİN TANIMI VE KONUSU
JEOLOJİ(YERBİLİMİ);geniş anlamı ile
• Yerküresinin güneş sistemi içindeki durumunu
• Yerküresinin fiziksel özelliği ve kimyasal bileşimini
• Yerküresinin iç ve dış kuvvetler etkisi ile uğradığı
değişiklikleri
• Yerküresinin 5 milyar yıl süre içindeki oluşum ve gelişimini
inceleyen bilim dalıdır.
JEOLOJİ(YERBİLİMİ);dar anlamda
• Kalınlığı karalarda ortalama 35km, denizlerde ise 8-10km
olan YERKABUĞUNUN bilimidir.
4
JEOFİZİK TANIMI VE KONUSU
JEOFİZİK, yeryuvarının ve diğer gezegenlerin
• fiziksel yapısını,
• yerin davranışını,
• depremleri inceleyen,
• yeraltı kaynaklarını (su, petrol, doğalgaz, maden yatakları,
jeotermal alanlar) arayan,
fizik yasaları uyarınca matematiği ve jeolojiyi kullanarak
yeraltının anlaşılmasını sağlayan, görüntüleyerek araştıran
ve yeryuvarının dinamik davranışlarını belirleyen bilim
dalıdır.
5
Jeolojinin başlıca ihtisas dalları;
1.GENEL JEOLOJİ (tektonik, sedimantoloji, stratigrafi,
paleontoloji vs)
2.MİNERALOJİ-PETROGRAFİ (mineraller, kayaçlar)
3.MADEN YATAKLARI-JEOKİMYA (enerji hammaddeleri,
madenler vs)
4.UYGULAMALI JEOLOJİ (mühendislik jeolojisi ve
hidrojeoloji)
6
Jeoloji müh. diğer mühendislik dalları ile yakın ilişkilidir;
• İnşaat müh.
• Çevre müh.
• ŞBP
• Maden müh.
• Deprem müh.
• Petrol ve Doğalgaz müh.
• Jeofizik müh.
• Harita müh.
• Metalurji ve malzeme müh.
• Kimya Müh.
7
JEOLOJİ VE İNŞAAT MÜH. İLİŞKİSİ
Bütün inşaat müh. İşleri yerin ya üstünde yada içinde
gerçekleştirilir.
• Bu ne denle mühendislik yapılarının inşa edileceği
ortamın(zemin? Veya kaya?) jeolojik özelliklerinin bilinmesi
oldukça önemlidir.
• Gözlem, araştırma ve deneylerle jeolojik ortamı inceleyen
jeoloji müh. İlgili verileri inşaat müh. Anlayacağı parametrelere
dönüştürür ve ona sunar.
• Bu parametreleri alan inşaat müh . Mühendislik yapısını buna
göre projelendirir.
• Mühendislik jeolojisi;
• Bir müh. yapısı ve bu yapının yapılacağı yer ile ilgili jeolojik
bilgileri bazı sembol ve rakamlarla ifade eden, müh. yapısı ile
yer arasındaki ilişkiyi kuran jeoloji alt dalıdır.
8
9
• Kayaç: Mineral, organik madde ve (kayaç) parçalarının
bir araya gelmesiyle oluşan katı, tutturulmuş materyaldir.
“Kaya Mekaniği” kayaçların müh. özelliklerini inceler.
• Zemin: Kayaçların ayrışması (fiziksel veya kimyasal)
sonucu oluşan gevşek, tutturulmamış materyaldir. “Zemin
Mekaniği” zeminlerin müh. özelliklerini incelemektedir.
10
YERYUVARININ OLUŞUMU
• Evrende bir galaksinin oluşumu
11
• Samanyolu galaksisinde güneş ile gezegenlerin güneşe
göre yörüngeleri
12
Dünyadan güneşin görünümü
Güneşten ile dünyanın uzaydan görünümü
13
YERYUVARININ YAPISI VE BİLEŞİMİ
• Yeryuvarının yapısı ve kimyasına ilişkin veriler;
• -DOĞRUDAN
• -DOLAYLI veriler
Olarak ikiye ayrılabilir.
14
DOĞRUDAN VERİLER;
• Yerkabuğundaki sondajlardan elde edilmektedir;
• KITALARDA EN FAZLA 15KM DERİNLİK
OKYANUSLARDA EN FAZLA BİRKAÇ KM’dir.
• Bu rakamlar yeryuvarının yarıçapıyla (6378km)
kıyaslandığında son derece yetersizdir.
15
DOLAYLI VERİLER;
• Jeofiziksel veriler
• Bazaltik magma üzerinde yapılan çalışmalar
• Manto kökenli ultramafik kayaç parçalarının (ksenolitler)
incelenmesi
• Ofiyolitik kayaçların incelenmesi
• Yüksek sıcaklık ve basınç deneyleri
• Meteoritlerin incelenmesi
16
Jeofiziksel(Sismolojik)veriler;
• Sismolojinin esası, açılan bir kuyu içerisinde yapılan
•
•
•
•
patlatma ile oluşan dalgaların yerin derinliklerinde
yayılması ve yansımasının patlatma noktasından daha
uzakta dikilen algılayıcılarla ölçülmesine dayanır.
Üç tür jeofiziksel dalga mevcuttur;
P (BİRİNCİL) DALGASI:HEM KATI HEM SIVI ORTAMDA,
DÜŞEY OLARAK
S (İKİNCİL) DALGASI:SADECE KATI ORTAMDA,
DÜŞEY OLARAK L DALGASI:YATAY OLARAK
Böylece yerin derinliklerine doğru gönderilen P ve S
dalgalarının davranışlarına göre yeryuvarının yapısına ait
bilgiler edilebilir.
animasyon
17
• Yerin Şekli, geometrik yönden tam bir küre olmayıp, ekvator
bölgesi yerin kendi ekseni etrafında dönmesi nedeniyle biraz
şişkin, kutuplar bölgesi ise basıkçadır.
• Kutupları birleştiren eksen ile ekvatordan geçen çap arasında
42,77 km’lik bir boyut farkı vardır. Diğer bir deyişle, ekvator
yarıçapı 6.378,14 km, kutuplar arası yarıçapı 6.356,75 km’dir.
Ortalama olarak 6.371 km’lik bir
• yarıçapa sahip olan dünya, değişik fiziksel ve kimyasal
özelliklere sahip katmanlardan oluşur. Söz konusu katmanlar,
yaklaşık yüz yıl kadar önce dünya çapında bir sismograf ağının
kurulmasının ardından, bir titreşim hareketi olan depremler
sırasında oluşan P ve S dalgalarının küresel anlamda
• kaydedilmesi sonucu belirlenebilmiştir.
18
• Bu dalgalara ait ilk ölçümler sırasında, P dalgasının manto
ile dış çekirdek ara yüzünde kırılmasından dolayı deprem
üst merkezi ile dünya küresel ölçeğinde yaklaşık 105° ile
142° açı yapan (deprem merkezinin yüzeydeki izdüşümüne 'üst
• merkez-episantr' yaklaşık 11.570 km ile 15.570 km arası uzaklıkta)
sismograf istasyonlarında hiç kaydedilememektedir.
19
• S dalgaları da sıvı dış çekirdek içine giremediği için, 105°
den itibaren tamamen yani episantrdan yaklaşık 11.570
km uzaklıktan itibaren sönümlenmektedir.
• Hâlbuki P dalgası >142°den itibaren kürenin her iki
yarısında tekrar kaydedilmektedir
20
• P ve S dalgalarının kaydedilemediği ve bu nedenle “gölge
zonları” (shadow zones) olarak adlandırılan bölgelerin
oluşması nedeniyle dünyanın çekirdeği olduğu sonucuna
varılmış ve S dalgaları sıvı ortamdan geçemediklerinden
dolayı dünyanın dış çekirdeğinin sıvı nitelikte olduğu
düşünülmüştür.
• Bu sonuç, söz konusu dalgaların yer altında değişikliğe
uğruyor olduğunun ve dolayısıyla yer altında bu değişikliği
yaratabilecek bazı katmanların bulunması gerektiği
sonucunun ortaya çıkmasını sağlamıştır.
21
• Elde edilen doğrudan ve dolaylı veriler yeryuvarının
•
•
•
•
DÖRT ANA bölümden oluştuğunu ortaya koyar. Bunlar
dıştan içe doğru;
KABUK(0-35km)
MANTO(35-2900km)
DIŞ ÇEKİRDEK(2900-5100km)
İÇ ÇEKİRDEK(5100-6378km)
22
KABUK
• Kabuk, Kıtasal kabuk(continental crust) ve Okyanusal
kabuk(oceanic crust) olmak üzere iki çeşidi vardır. Kıtasal
kabuğun ortalama kalınlığı 35km iken, okyanusal kabuk
10km’dir. Ancak bazı kıtasal çarpışma alanlarında kabuk
kalınlığı 80km’ye kadar ulaşabilmektedir;
23
1.Kıtasal kabuk
Ortalama yoğunluğu 2.7 gr/cm3’dir. Değişik mağmatik,
metamorfik ve sedimanter kayaçlardan oluşmasına
rağmen, ortalama granodiyorit bileşimindedir. Bunlar SiO2
ve Al2O3 açısından zengin kayaçlar olduğu için kıtasal
kabuk SİAL terimi ile anılır.
24
2.Okyanusal kabuk
Ortalama yoğunluğu 3.0 gr/cm3 olan mafik(gabro,bazalt) ve
3.3 gr/cm3 olan ultramafik(peridotit) kayaçlardan oluşur.
Bunlar koyu renkli ve ağır kayaçlardır. Bu kayaçlarda Mg
önemli oranda yer aldığı için okyanusal kabuk SİMA terimi
ile anılır.
25
MANTO(35-2900km);
• ÜSTMANTO(35-700 km): Başlıca olivin ve piroksen
minerallerinden oluşan peridotit türü kayaçlardan oluşur.
• LİTOSFER: Yeryuvarının70- 100km’lik en dıştaki KATI
bölümüdür. Levha tektoniği açısından hareketli kıtasal ve
okyanusal levhalardan oluşur. Litosfer kabuk ve üst
mantonun bir kısmını kapsar.
• ASTENOSFER: Litosferin altında, üst mantonun 70200km’lik PLASTİK(katı halde akabilen) bölümüdür. P
dalgalarının hızında ani bir düşme gözlendiğinden bu
zona “düşük hız zonu” adı da verilmektedir.
26
27
• ALT MANTO (700-
2900KM): Mg, Fe ve
Si’nin oksit
formlarından
oluşur(örneğin
perovskit).
28
ÇEKİRDEK(2900-6378km);
• DIŞÇEKİRDEK(2900-5150KM): Ergimiş Fe,Ni karışımı
2.891 km ilâ 5.150 km derinlikler arasında yer almakta ve
sıvı (ergimiş) akışkan nitelik taşımaktadır.
• İÇÇEKİRDEK(5150-6371KM): Katı Fe,Ni karışımı
yaklaşık 5.150 km ilâ yerin merkezini oluşturan 6.371 km
derinlik arasını oluşturur. İç çekirdek, 4.500°C – 6.000°C
arası yüksek sıcaklık ve yeryüzüne nazaran birkaç milyon
kata ulaşan yüksek basınç etkisiyle katı özelliğindedir.
Manyetizma, manto akımları, kıtalar yani dünyayı
şekillendiren, onu canlı kılan mekanizmanın merkezi ya
da kalbi, dünyanın çekirdeğidir.
ss
29
Levha (Plaka) Tektoniği (Plate Tectonics)
• Yerkürenin dış kısmınıoluşturan70-100km kalınlıktaki katı
LİTOSFER 7 büyük ve birkaç küçük levhadan(plate-plaka)
meydana gelmektedir.
30
Büyük levhalar
1. Avrasya
2. Pasifik
3. Avustralya
4. Kuzey Amerika
5. Güney Amerika
6. Afrika
7. Antarktik
Küçük Levhalar
1. Antiller
2. Filipinler
3. Kokos
4. Nazka
31
• Bunun yanında çok sayıda küçük levhacıklar da
mevcuttur; Örn. ANADOLU LEVHASI
32
• Bu litosferik levhalar, üst mantonun listosfere göre daha
yumuşak ve kısmen akıcı bölümü olan
ASTENOSFER(=düşük hız zonu) üzerinde hareket
ederler.
33
• Bu hareket mekanizması Levha Tektoniği olarak
adlandırılmaktadır. Levha tektoniğinde gerekli olan
dinamik kuvvetlerin kaynağı mantodaki konveksiyon
akımlarıdır.
• Konveksiyon akımları, yerin çekirdek kısmındaki
sıcaklığın (5000-6000oC) daha soğuk olan mantoya doğru
transferi sonucu oluşurlar.
34
35
• Astenosfer üzerinde yerkürenin dinamiğine bağlı olarak
hareket eden levhaların sınırlarında;
• uzaklaşma,
• yakınlaşma ve
• yanal yönde (yapı değişikliği transform)
hareketler gelişir.
36
Uzaklaşan Levha Sınırları
• Uzaklaşan levha sınırlarındaki evrim, konveksiyon
akımlarının yukarı ve
• zıt yönlerdeki hareketiyle litosfere doğru yapmış olduğu
basıncın litosferde bir gerilme ve domlaşma meydana
getirmesi ile başlar.
• Söz konusu gerilme ve domlaşma, litosferin kırılıp
parçalara ayrılarak birbirlerinden uzaklaşmaya başlayan
yeni levhalara bölünmesine neden olur.
37
• Litosfer, konveksiyon akımları ve levhalar arasındaki
etkileşim nedeni ile kayarak birbirlerine zıt yönde iki yana
doğru açılır ve açılma sınırı boyunca tabanda oluşan
boşluk, yükselen mağma ile doldurulur.
• Levhaların birbirlerinden ayrılmaları devam ettikçe iki
levha arasında gittikçe genişleyen bir çöküntü alanı (rift
vâdisi) gelişmeye başlar. Okyanuslaşmanın başlangıç
evresini oluşturan ve her iki yana doğru açılmaya
başlayan vâdilerde oluşan kırık ve graben zonlarına rift
denir.
• Uzaklaşan ya da diverjan levha sınırı (divergent plate
boundary) adı verilen bu sınırlar boyunca levha daha
küçük parçalara ayrılır ve yeni levhalar söz konusu sınırlar
boyunca birbirlerinden uzaklaşırlar.
38
• Uzaklaşan Levha Sınırı (Okyanusal)
39
40
Yakınlaşan Levha Sınırları
• Konveksiyon akımları ile litosfer tabakasının ayrılıp
aradaki boşluğun da mantodan sağlanan malzeme ile
sıvanarak yeni bir litosfer parçasının üretimi sonucu
mantoda oluşan malzeme kaybı, litosferin başka
alanlarındaki sıkışma (compression), daralma ve bunların
sonucunda bir bölümünün astenosfer (asthenosphere)
içerisine dalıp, kaybolan manto malzemesinin yerine
eklenmesi ile dengelenir.
• Levhaların (litosfer parçaları) birbirine yaklaşarak
oluşturdukları bu sıkışmalı sınırlara yakınlaşan
(=konverjan) levha sınırları (convergent plate boundary)
adı verilir.
41
42
43
44
Dönüşüm (Transform) Levha Sınırları
• Yer kabuğunun bu dinamiği içerisinde uzaklaşan levha
sınırları boyunca litosfere yeni malzeme eklenirken,
yakınlaşan levha sınırları boyunca ise bunu karşılayacak
nitelikte eski litosfer parçaları birbirinin altına dalarak
mantoya karışır.
• Bu dinamik süreç içerisinde levhaların yer değiştirmeleri
sırasında birbirlerine göre yaptıkları yanal hareketler de
bulunmaktadır.
45
• Bu yanal hareketlerin oluşturduğu levha sınırları boyunca,
mantodan herhangi bir malzeme kazanımı veya kaybı
yaşanmaz.
• Litosferin parçaları (levhalar) arasındaki bu yanal
hareketlerin oluşturduğu sınıra transform levha sınırları
adı verilir.
• Bu levhaları sınırlayan hat boyunca iki levhanın birbirine
göre yanal yönlü hareketleri sonucu oluşan faylar,
okyanusal transform faylar (transform faults) olarak
adlandırılır
46
47
48
49
50
51
• Önemli jeolojik olaylar levha sınırları boyunca gelişir;
• Volkanizma
• Kıvrımlı sıradağ oluşumları
• Yatay kayma hareketleri
• Depremler vs.
52
53
54
INS13204
GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ
Bölüm 1
Jeoloji, Jeofizik nedir?
Yeryuvarının Genel Özellikleri, Tanımı ve Levha Tektoniği
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
e-posta : [email protected]
Web
: http://personel.kirklareli.edu.tr/orhan-arkoc
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
1 989 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content