Fiziksel jeoloji Levha Tektoniği Levha Tektoni ği 1 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıKITALARIN KAYMASI İLE İLG İL İ İLK DÜ ŞÜNCELER Geçmi şte dünya co ğrafya- Geçmi şte dünya co ğrafya sının günümüzden farklı oldu ğu dü şüncesi yeni de ğildir. Güney Amerika’ de ğildir. Güney Amerika nın do ğu kıyıları ile Afrika’ nın batı kıyılarını gösteren ilk haritalar, muhtemelen , insanları kıtaların bir zamanlar birlikte bulunmu ş oldu ğu ve daha sonra ayrılarak bugünkü konumlarına getirdi ğini dü şündüren ilk kanıtlardır. 2 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kıtalar arasında en iyi çakı şma, a şınmanın en az oldu ğu kıta yamacı boyunca gerçekle şir.19. yüzyıl sonlarında Avusturyalı jeolog Edward Suess, Hindistan, Avustralya, yy y jg , , y, Güney Afrika ve Güney Amerika’daki Gec Paleozoyik ya şlı bitki fosilleri arasındaki benzerli ğev ea y n ı zamanda bu güney kıtalarındaki kayaç istiflerinde bulunan buzulla şma kanıtlarınınf ark ına varmı ştır. 1885 yılında yayımlanan The Face of the Earth (Dünyanın Yüzü) adlı kitabında Suess de ğinilen güney kıtalarından olu şmu ş superkıtaya Gondwanaland (ya da burada kullandı ğımız şekliyle Gondvana) adını önermi ştir.B ua d ı kömür ğ ş y ) ş yataklarının icinde bol miktarda Glossopteris bitki toplulu ğu fosili bulundurdu ğu Hindistan’ın Gondwana yöresinden almı ştır. Suess, bu güney kıtalarının birbirlerine bitkiler ve hayvanların göç etti ğik a r ak ö prüleriyle ba ğlandı ğını y gç ğ py ğ ğ dü şünmü ştü. Amerikalı jeolog Frank Taylor 1910 yılında, kıtalarınk a y m a s ı ile ilgili kuramını sunan bir kitapcık yayınlamı ştı. Sırada ğların olu şumunu kıtaların yanalh areketine su a b tapc yay a şt S ada ğ a ou şuuu ta a ya a aee t e ba ğlayan Taylor bugünkü kıtaların büyük gelgit kuvvetleri ile dünyanınd ö n m e hızınıny a v a şlaması sonucunda daha önce kutuplarda bulunan kıtaların parçalandı ğını ve ekvatora do ğru göç etti ğini dü şünmü ştür.T a ylor’a göre 100 pç ğ ğ gç ğ ş ş y g milyon yıl kadar önce Dünya'nınA y ‘ ı yakalaması ile bu gelgit kuvvetleri ortaya çıkmı ştır. 3 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıAlman bir meteorolog olan Alfred Wegener genellikle kıtaların kayması varsayımını geli ştiren ki şio l a r a kt a n ınır. Wegener, The Origin of Continents and Oceans (Kıtaların ve Okyanusların Kokeni) adlı tarihi kitabında (ilk baskısı 1915 yılında), butun kara parcalarınınb a şlangıçta Yunanca anlamı “bütün karalar” olan Pangea adlı tek bir superkıtanın içinde birle şmi ş oldu ğunu önermi şti. Wegener, kıtalarınk a y m a s ı ile ilgili büyük dü şüncesini, Pangea’nın parçalanması ve çe şitli kıtaların şimdiki yerlerine hareketini gösteren bir dizi haritayla ortaya koymu ştu. Wegener kıtalarınk a y m a s ı dü şüncesini destekleyen çok sayıda jeolojik, l t l jik ikli bili l k ttl t paleontolojik ve iklimbilimsel kanıt toplamı ştı, Varsayımın ana sorunu granitik kayaçlardan olu şmu ş kıtaların, daha yo ğun bazaltik okyanusal kabu ğun içinde nasıl hareket etti ğini açıklayacak bir mekanizmanın olmamasıydı. Guney Afrikalı unlu jeolog Alexander du Toit, Wegener’in iddialarını daha da geli ştirerek kıtalarınk a ymasını destekleyen daha fazla sayıda jeolojik ve g ş y y y jj paleontolojik kanıtlar topladı. 1937 yılında yayınlanan Our Wandering Continents (Gezinen Kıtalarımız) adlı kitabında du Toit, Gondvana’nın buzul çökelleriyle Kuzey Yarıküre kıtalarında bulunan e şya şlı komur yataklarını kar şıla ştırdı.B u belirgin iklimsel farklılı ğı çözümlemek için du Toit, Gondvana kıtalarını Güney Kutbuna ta şırken, kuzey kıtalarını da kömür yatakları ekvatorda olacak şekilde bir araya getirdi. Kuzeyde yer alan kara kütlesine Lavrasya (Laurasia) adını verdi. 4 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Lavrasya günümüzdeki Kuzey Amerika, Gronland, Avrupa ve Asya’dan (Hindistan dı şında) olu şur.Bircok jeolog bu oldukça inandırıcı görünen kanıtlara ra ğmen, kıtalarınk a y m a s ı dü şüncesini yine de kabul etmemi şti. 1960’lı yıllarda okyanuslarda yapılan ara ştırmaların, bir zamanlar birlikte olan kıtaların daha sonra ayrıldıkları konusunda ş y inandırıcı kanıtlar sunmasıyla kıtalarınk a y m a s ı varsayımı sonunda yaygın kabul görmü ştür. 5 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıKITALARIN KAYMASININ KANITLARI Kıta Kıyılarının Uyumu 6 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıKayaç istiflerinin Benzerli ği Pensilvaniyen’den Jura’ya kadar olan denizel denizel olmayan ve buzul kayaç istifleri bütün 7 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Pensilvaniyen den Jura ya kadar olan denizel, denizel olmayan ve buzul kayaç istifleri bütün Gondvana kıtalarında hemen hemen aynıdır. Bu yakın benzerlik bunların bir zamanlar birle şik olduklarını gösterir. G ile i şaretli kısım Glossopteris bitki toplulu ğunu gösteriyorSırada ğların Benzerli ği 8 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kıtalar yan yana getirildi ğinde da ğ sıraları tümüyle aynı ya ş ve deformasyon tarzında kesintisiz tek bir da ğ sırası olu şturur. Bu tür kanıtlar, kıtaların bir zamanlar birbirine biti şik olduklarını ve daha sonra ayrıldıklarını gösterir.Buzul Kanıtları Gondvana kıtalarını Güney Afrika Güney Kutbunda yer alacak şekilde bir araya getirince çiziklerin (kırmızı oklar) gösterdi ği buzul hareketleri anlamlı hale gelir. Bu 9 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları gç( )g ğ g durumda, kutup ikliminde yer alan buzul (beyaz alan), kalın bir merkez alandan etrafına do ğru ı şınsal olarak hareket etmi ştir.Fosil Kanıtları Fosilleri bugün birbirinden çok ayrı duran Güney Amerika, Afrika, Hindistan, Avustralya ve Antartika kıtalarında bulunan bazı hayvan ve bitkiler Geç Paleozoyik sırasında bu kıtalar Pangea’nın güneydeki kara kütlesi olan Gondvana’da bir arada bulunmaktaydı 10 ve bitkiler. Geç Paleozoyik sırasında bu kıtalar Pangea nın güneydeki kara kütlesi olan Gondvana da bir arada bulunmaktaydı. Glossopteris ve benzeri bitkiler be ş kıtanın tümündeki Pensilvaniyen ve Permiyen ya şlı çökellerin içinde bulunurlar. Fosillerine Brezilya ve Güney Amerika’daki Permiyen ya şlı kayaçlarda rastlanan Mesosaurus bir tatlı su sürüngenidir. Cynognathus ve Lystrosaurus ise Erken Triyas Döneminde karada ya şayan sürüngenlerdir. Cynognathus fosillerine Güney Amerika ve Afrika’da rastlanırken, Lystrosaurus fosilleri Afrika, Hindistan ve Antarktika’dan elde edilmi ştir.Paleomanyetizma ve Kutup Gezinmesi Kuzey Amerika ve Avrupa için görünen kutup gezinme rotaları Kuzey magnetik 11 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Kuzey Amerika ve Avrupa için görünen kutup gezinme rotaları. Kuzey magnetik kutbunun görünen konumu, farklı dönemler için her kıtanın kutup gezinme rotası üzerinde gösteriliyor.Deniz Tabanı Yayılması 12 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıDerin Deniz Sondajları ve Deniz Tabanı Yayılmasının Do ğrulanması Okyanus sırtının her iki tarafındaki okyanusal kabu ğun içinde korunmu ş olan manyetik anomaliler dizilimi, kıtasal lav akıntılarında daha önce bilinen manyetik terslenme diziliminin aynıdır. Bazaltik k tl kl d ğ tik lil l M Ci kt magma okyanus sırtlarına sokuldu ğu zaman manyetik anomaliler olu şur; Magma, Curien o ktası- nına l t ına dü şene kadar so ğudu ğunda o andaki Yer’in manyetik polaritesini kaydeder. Deniz tabanı yayılmasıyla önceden olu şmu ş kabuk ikiye ayrılırv eb ö y l e c es ırtından daha uzaklara ilerler. Yinelenen sokulumlar, normal ve terslenmi ş polarite dönemlerini yansıtan bakı şımlı bir 13 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları , ş p y ş manyetik anomali dizisini gösterir. Manyetik alan şiddetini belirleyen manyetometre ile manyetik anomaliler kaydedilirManyetik anomalilerden hazırlanmı ş olan dünyadaki okyanus havzalarının ya şı, en genç 14 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları y ş yy y ş,gç okyanusal kabu ğun yayılma sırtlarına biti şi ğinde oldu ğunu ve sırt ekseninden uzakla şıldıkça okyanusal kabu ğun ya şının arttı ğını gösteriyor.Derin deniz çökellerinin toplam kalınlı ğı okyanus sırtlarından uzakla ştıkça artar. Bu durum okyanus kabu ğunun okyanus sırtlarından uzakla ştıkça giderek ya şlanmasından ve çökelin birikmesi için daha fazla zaman olmasından ileri gelir. 15 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıHareket eden Sıcak Noktaların varlı ğı İmparator Denizaltı da ğı- Hawaii Ada zinciri Pasifik levhasının bir sıcak nokta üzerindeki hareketinin ürünüdür Volkanik adalarınolu şturdu ğu çizgi levha üzerindeki hareketinin ürünüdür. Volkanik adaların oluşturdu ğu çizgi levha hareketinin yönünü izler. Rakamlar milyon yıl cinsinden adaların ya şlarını gösteriyor. 16 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıLevhalar, levha sınırları, görece hareket yönü ile cm/yıl cinsinden hareket hızları ve sıcak noktaları gösteren dünya haritası. 17 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları gy18 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıUzakla şan bir levha sınırının geçmi şi. (a) Kıtanın altında yükselen magma, kabu ğu üste do ğru iterek çok 19 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları sayıda kırık ve çatlak olu şturur. (b) Kıta gerilip inceldikçe rift vadileri geli şir ve vadi tabanlarında lavlar akar. (c) Yayılmanın daha fazla sürmesi kıtayı, dar bir deniz yolu geli şinceye kadar ayırır. (d) Yayılma sürdükçe okyanus sırt sistemi olu şur ve okyanus havzası gelişerek büyür.(a) Do ğu Afrika Rift Vadisi Do ğu Afrika’nın kıtanın geri kalanın- dan uzakla şan bir levha sınırıyla ayrılması sonucu olu şmu ştur. Kızıl Deniz okyanusla şma safhasını temsil eder. (b) Afrika’da Büyük Rift Vadisinin görünümü Arka planda görülen Küçük Büyük Rift Vadisinin görünümü. Arka planda görülen Küçük Magadi gölü, vadide olu şmu ş sayısız soda gölünden sadece birisidir. Bu göller yüksek buharla şma hızı ve göllere herhangi bir drenaj çıkı şı olmamasından ötürü çok tuzludur. Büyük Rift Vadisi do ğuAfrika ’da levhalar birbirlerinden uzakla ştı ğında kıta 20 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Vadisi do ğu Afrika da levhalar birbirlerinden uzakla ştı ğında kıta kabu ğunun gerilmesi sonucunda olu şan rift vadileri sisteminin parçasıdır.Okyanusal-okyanusal levha sınırı. (a) Bir okyanusal levhanın di ğerinin altına daldı ğı yerlerde bir okyanus çukuru olu şur. Dalan levhanın yarattı ğı magma yükselerek dalmayan levhanın üzerinde volkanik bir ada yayı olu şturur. (b) Japonya’nın uydu görüntüsü. Japon Adaları, okyanusal bir levhanın di ğerinin altına dalmasının ürünü olan volkanik bir ada yayıdır. 21 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıOkyanusal-kıtasal levha sınırı. (a) Okyanusal levha kıtasal bir levhanın altına daldı ğı zaman, yükselen magmanın ürünü olarak kıta üzerinde andezitik .bile şimli volkanik bir sırada ğ olu şur. (b) Peru’da And Da ğlarının havadan görünümü. And Da ğları okyanusal-kıtasal levha sınırında sürmekte olan da ğ olu şumunun en iyi örneklerinden biridir. 22 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıKıtasal-kıtasal levha sınırı. (a) İki kıtasal levha birbirine yakla ştı ğında, büyük kalınlık- ları ile dü şük ve e şde ğer yo ğunluklarından ötürü ikisinde de yitim gerçekle şmez. Kıtasal iki levha çarpı şırken, yeni ve daha büyük bir kıtanın iç kısmında bir sırada ğ oluşur. (b) Dünyanın en genç ve yüksek da ğ sistemi olan Himalayalar’ın üstten görünümü. Himalayalar 40 ile 50 milyon yıl önce Hindistan, Asya ile çarpı ştı ğı l b ld 23 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları zaman olu şmaya ba şladı.Ofiyolitler ve Eski Yakla şan Levha Sınırlarının Tanınması Ofiyolitler derin deniz çökelleri, kl kbk üt t 24 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları okyanusal kabuk ve üst manto- dan olu şan kayaç istifleridirManyetik anomalilerden yararlanarak levha konumlarının kurgulanması kurgulanması (a) Orta Atlantik sırtını ve 67 milyon yıl önce olu şmu ş olan 31 no lu manyetik önce oluşmu ş olan 31 no.lu manyetik anomaliyi gösteren bugünkü Atlas Okyanusunun kuzeyi (b) 67 milyon yıl önce Atlas Okyanusu. 31 no.lu anomali 67 milyon yıl önceki levha sınırını gösteriyor. Anomalileri gy üzerindeki oldukları levhalar boyunca bir araya getirdi ğimizde kıtaların eski konumlarını elde edebiliriz. 25 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıLevha hareketlerini açıklamak için ısıl iletim hücrelerini kapsayan iki model ortaya atılmı ştır model ortaya atılmı ştır. (a) Bir modelde termal konveksiyon hücreleri astenosfer ile sınırlıdır. (b) Di ğer modelde ise ısıl iletim hücreleri bütün mantoyu kapsar. 26 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders NotlarıYerçekim etkili “dilim çekme” ya da “sırt itme” mekanizmalarının da levha hareketini olu şturdu ğu dü şünülür. “Dilim-çekme” mekanizmasında, dalan levhanın kenarı Yer’in içine do ğru batarken, levhanın geri kalan kısmını da kendiyle birlikte a şa ğıya do ğru sürükler. “Sırt-itme” mekanizmasında ise yükselen magma okyanus sırtlarını okyanusal kabu ğun 27 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları Sırt-itme mekanizmasında ise yükselen magma, okyanus sırtlarını okyanusal kabu ğun di ğer yerlerine göre daha çok yükseltir. Böylece burada olu şan gravite okyanusal litosferi sırtlardan ileriye çukurlara do ğru iter.Süperkıta döngüsü varsayımı, Kanadalı jeolog J.Tuzo Wilson’un dü şüncelerinin daha da geli şmi ş halidir. Wilson 1970’li yıllarınb a şlarında bir döngünün (bugün Wilson döngüsü olarak bilinir) varlı ğını ileri sürmü ştü. Bu dongu kıta parcalanmasını, okyanus havzasınına c ılıp k k t id l iiSk t dö ü ü kapanmasını ve kıtanıny e n iden olu şmasını icerir. Superkıta döngüsü varsayımına gore, kıtalardaki kayaclar ısıyı kotu ilettikleri için ısı superkıtanına l t ında birikir. Isı birikiminin sonucunda olarak superkıta üste do ğru domla şarak kırılır. Alttan yükselen bazaltik magma kırıkları doldurur. Bazalt ile dolmu ş olan kırıklar geni şledikçe çökmeyeb a şlar ve bugünkü ş g ş ççy ş g Kızıldeniz gibi uzun, dar bir okyanus olu şturur. Riftle şmenin sürmesiyle sonunda Atlas Okyanusu gibi geni ş bir okyanus havzası olu şur. 28 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları29 Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları