KUVATERNER COĞRAFYASI Kuvaterner Stratigrafisi

... konulu sunumlar: "KUVATERNER COĞRAFYASI Kuvaterner Stratigrafisi"— Sunum transkripti:

1 KUVATERNER COĞRAFYASI Kuvaterner Stratigrafisi

2 KUVATERNER Sisteminin bölümlendirilmesi
Kuvaterner (sistemi) iki adet alt döneme (Seri) ayrılmıştır, bu alt seriler de kendi arasında katlara ayrılır. Pleyistosen : My-11.7 By  Buzul Dönemlerine (En Erken:1.8My; Erken:780By; Orta:126, Geç: 11.7) Holosen : 11.7 By  Halen içerisinde bulunduğumuz buzul arası döneme karşılık gelmektedir. 1950’li yıllardan itibaren gerçekleştirilen kapsamlı araştırmalar, özellikle denizel karot kayıtları küresel iklimde birçok değişikliği ortaya koymuştur. Kuvaterner içerisinde en az 21 adet buzul döneminin geliştiği düşünülmektedir. Bu dönemler arasında da buzullaştırma oluşmayan soğuk dönemler vardır. System/ Period Sistem Series/ Epoch Seri Stage/ Age Kat Age (Ma) Yaş (my) Quaternary Kuvaterner Holocene Holosen 0.0117–0 Pleistocene Pleyistosen Tarantian Tartaniyen 0.126–0.0117 Ionian İyonyen 0.781–0.126 Calabrian Kalabriyen 1.80–0.781 Gelasian Galesiyen 2.58–1.80 Neogene Neojen Pliocene Pliyosen Piacenzian older

3 Kuvaterner Terimi Giovanni Arduino 1714-1795
İtalyan jeolog Giovanni Arduino, 1759 yılında kuzey İtalya (Güney Alplerde) maden amaçlı yaptığı arazi çalışmalarda farklı özellikteki kaya gruplarını birbiriyle ilişkilendirmek için yaptığı tanımlama, aynı zamanda Jeolojik Zaman Tablosu’nun (litostratigrafi’nin) başlangıcı olarak tanımlanmaktadır. Buna göre Ardunio, En altta bulunan şistlere, birinci sıra kayalar, Primary Bunları üzerleyen sert karbonat kayalara, ikinci sıra, Secondary Üstte yer alan gevşek, çoğunlukla kırıntılı tortullara, üçüncü sıra, Tertiary En üstte bulunan, tamamen dağılgan yamaç döküntülerine ise Dördüncü sıra, Quaternary olarak tanımlamıştır Kuvaterner terimi aynı zamanda Po Nehri’nin çökellerini tanımlamakta da kullanılmıştır. Kuvaterner, Jules Desnoyers tarafından 1829 yılında Fransa Seine havzasındaki Tersiyer’den daha genç çökelleri tanımlamak kullanılmıştır. Henri Reboul tarafından 1833 yılında yayınlanan Geology of the Quaternary Period kitabında Kuvaterner, «günümüzde yaşayan bitki ve hayvanlara benzer canlıların yaşadığı araziler» olarak tanımlanmıştır Giovanni Arduino 

4 Jeolojik Zaman Tablosu
William Smith, 1815 yılında Britanya Adası’nın jeolojisini ve stratigrafisini anlattığı monografta kayaçları fosil içeriklerine göre sınıflandırarak Paleozoyik Eski Canlılar Çağı Mesozoyik Orta Canlılar Çağı Senozoyik Yeni Canlılar Çağı terimlerini üretmiştir. Bu terimler, omurgalı canlıların evrimleşmesi ile karşılaştırılmıştır. Paleozoyik:Balıklar, Mesozoyik: dinazorlar, Senozoyik: memeliler. Kuvaterner dönemi ise insan ile eşleştirilmiştir. William Smith ( ) 1815

5 Kuvaterner Sisteminin Serileri ve Tufan? Kronolojisi
Kuvaterner Sistemi’nin serileri olan Pleyistosen ve Holosen terimleri farklı araştırıcılar tarafından önerilmiştir. Jeolojinin babası sayılan Charles Lyell, Jeoloji’nin Prensipleri kitabında (1839) En Yeni Zaman anlamına gelen Pleyistosen terimini üretmiştir. Bunun nedeni güncel olarak yaşayan canlıların %90’ının bu devirde ortaya çıkmasıdır. Lyell aynı zamanda bu devri buzul çağı olarak da sınırlamış, Buzul Çağı’ndan sonrasını ise Güncel olarak tanımlamıştır Holosen terimi ise Gervais ( ) tarafından Tamamen Güncel anlamıyla önerilmiştir. Bu terimler ve ilişkili küresel olayların (Buzul Çağları) tanımlanması öncesinde yerbilimciler, kutsal metinlerde geçen Tufan efsanesini baz almış ve güncel kıyı ovalarındaki çökelleri büyük su baskınına bağlamıştır. Diluvium (taşkın) terimi bu olayı karşılar, Alluvium (alüvyon) kelimesi ise bundan (taşkından) sonra akarsular tarafından depolanan çökeller için kullanılmıştır. Bu terimler jeolojik zaman cetveli içerisinde terkedilse de çökel tanımlanmasında hala kullanılmaktadır. Charles Lyell

6 Buzul Çağları Teorisi Yerbilimlerinin kökenlerinin ortaya konulduğu 18.yy süresince bilim insanları buzul ve ilişkili çökel depoları ile yapıları bunun yanısıra da soyu tükenmiş bir soğuk iklim canlısı olan Mamutlara ait kalıntıları gözlemlemişlerdir (1742/1744).

7 Agassiz, bir Alpin buzulunun
içine girerken Studies on Glaciers, 1840 İllüstrasyon:Nuh Tufanı Ryan and Pitman, 2000 Buzul Çağları Teorisi Agassiz 1836 yılında Alpler’de yaptığı arazi çalışmaları sırasında güncel buzul kütlelerinin yarattığı yerşekillerini haritalamıştır. Bu izler U şekilli büyük vadiler, eratikler olarak tanımlanan büyük bloklar, moren olarak tanımlanan buzul çökelleri ve çizik yüzeylerdir. Bununla birlikte benzer izlerin günümüzde buzul olmayan kesimlere kadar ulaştığını da keşfetmiştir. Böylelikle bu tür yapıları önceden Tufan’a bağlayan teorilerin aksine Agassiz, büyük bir küresel «buzul çağı» teorisini ortaya atmıştır. Bu teori 1840 yılında yayınladığı «Buzullar üzerine çalışmalar» kitabında kapsamlı olarak tanımlanmıştır. Agassiz daha sonraki çalışmalarında bu teorinin kanıtlarını Avrupa ve Kuzey Amerika’daki arazi çalışmalarında arayarak bulgularını 1847 tarihli «Buzul Sistemleri» isimli kitabında yayınlamıştır. Louis Agassiz James Forbes (1840) Buzul Çağı üzerine gözlem ve yayınlar yaparak, teorinin yaygınlaşmasını sağlar. Bunun yanısıra Pleyistosen döneminin Buzul Çağı’nın karşılığı olduğunu ileri sürer. James D. Forbes ( )

8 Buzul Çağı Stratigrafisi
Eduard Brückner (sol) ve Albrecht Penck (sağ) Agassiz’in Buzul Çağı teorisini öne sürmesinden sonra bir çok yerbilimci bu teorinin kanıtlarını ve detaylarını araştırmışlardır. Kısa zaman içerisinde bu çağın, önerilenin aksine tek bir dönemi ifade etmediği aksine birden çok sayıda buzul/buzul arası dönemin olduğu ortaya konulmuştur. Bu dönemlerinin sonuncusu, büyük ve yaygın etkili olmakla birlikte önceki dönemlerdeki kayıtları tamamen silememiş böylece araştırmacılar morfostratigrafi ilkelerini kullanarak/oluşturarak Pleyistosen boyunca hakim olan 4-5 buzul çağı tanımlayabilmişlerdir. 1877 Yılında James Geikie, üstüst gelen birden çok buzul çökelinin varlığını ortaya koyarak Agassiz’in tek ve büyük buzul çağı teorisini 4 önemli buzullaşma dönemi olarak geliştirir. Albrehct Penck ve Edward Burckner (1909) bu 4 buzullaşma dönemini Günz, Mindel, Riss ve Würm olarak isimlendirirler. Bu aynı zamanda uzun yıllar boyunca Kuvarterner stratigrafisinin temelini oluşturur. 'Die Alpen im Eiszeitalter' ( ) Alpin Buzul Çağı kitabı kapağı

9 İklim Stratigrafisi Kuvaterner Sistem/Deviri içerisinde birçok buzul ve buzul arası dönem içerisinde bulunmuştur. Yeryüzünün ritmik yörüngesel değişimleri Milankoviç Döngüleri ile açıklanan bu buzul/buzularası dönemler günümüzde küresel karşılığı olmasalar da Kuvaterner ve Jeomorfoloji çalışmaları için kendine özgü bir kronolojinin gelişmesini sağlamıştır. Kuvaterner iklim salınımları özellikle Kuzey yarımkürede orta enlemlerden kutuplara kadar geniş bir alanda bitkiler, hayvanlar, toprak ve çökeller ile insan üzerinde önemli etkileri olmuştur. Buzullaşma / buzul dönemleri: Geniş yayılımlı buzulların oluştuğu ilerlediği ve sonra da geri çeklidği dönemlere verilen isimdir. Buzullaşma dönemlerinde stadial olarak adlandırılan ve buzul ilerlemesinin arttığı dönemlerle birlikte, interstadial olarak adlandırılan buzullaşma içerisinde bir duraklama dönemine verilen isimdir. Buzul arası dönemleri: Buzullaşmanın yeryüzünde etkili olmadığı dönemlere verilen isimdir. Kuzey Yarımküre için Buzul ve Buzularası Dönemler

10 Denizel İzotop Katları (Marine Isotope Stages, MIS)
Denizel izotop katları (MIS), denizel karotlardan elde edilmiş ve zaman içinde oksijen izotop oranlarının değişimi ile ifade edilen ve yerküre ikliminin sıcak ve soğuk dönemlerine karşılık gelen bir tarihlendirme sistemidir. 1950 yıllarında Cesare Emiliani tarafından önerilen MIS sistemi Harold Urey tarafından 1947 yılında ortaya konulan ve kavkılı denizel organizmaların kabuklarındaki karbonatın içerisindeki O18 ve O16 izotop oranlarının deniz sıcaklığını yansıttığı yönündeki görüşe dayanmaktadır. Buna göre soğuk dönemlerde kolay buharlaşan O16 içeren su buharının kutuplara yağış olarak düşmesi ve buzul olarak hapsolmasını takiben denizlerdeki serbest O18 miktarı ve dolayısıyla O18 / 16 oranı artmaktadır. O18 / 16 oranı denizel karotlardaki karbonat kavkılı canlılardan (foraminifer) ve buzul karotlarındaki hava kapanlarından elde edilebilmektedir. MIS katları, DSDP ve ODP projeleri ile elde edilen verilerle geliştirilmiştir ve günümüzde 100 den fazla MIS katı tanımlıdır. 1 3 104 62 Kuvaterner 4 16 12 2

11 Buzul Çağları Kronolojisi ve MIS
Son 900 by içerisinde (Erken-Geç Pleyistosen) 5 büyük küresel buzul çağı ortaya konmuştur. Böylelikle küresel buzul dönemi stratigrafisi için 20. yüzyılın başında kuzey yarımküre için tanımlanan 4 ana buzul döneminin yetersiz olduğu anlaşılmıştır. Bu nedenle günümüzde Kuvaterner stratigrafisi için devamlı bir kayıt sunan MIS (Küresel İzotop Katları) terminolojisi kullanılmaktadır. Kuvaterner içerisinde Holosen (MIS-1) den itibaren (104) MIS katı ayırtlanmıştır. MIS katları rakamlandırmasına göre tek rakamlar (1, 3, 5 vb.) ılıman dönemlere; Çift rakamlar ise (2, 4, 6, 8) soğuk dönemlere karşılık gelmektedir.

12 Kuvaterner Boyunca MIS

13 Antroposen

14 Holosen’den Günümüze Arazi Kullanımının Değişimi
MÖ MS E. C. Ellis Phil. Trans. R. Soc. A 369, 1010–1035 (2011).

15 Kuvaterner Stratigrafisi
Litostratigrafi: Kayaç gruplarının litolojisine bağlı olarak Biyostratigrafi: Kayaç gruplarının fosil içeriğine bağlı olarak Kimyasal stratigrafi: Kayaç diziliminde kimyasal değişimlere bağlı olarak Kronostratigrafi: Kayaçların müspet oluşum/çökelme yaşlarına bağlı olarak (jeokronolojik) Manyetostratigrafi: Kayaçlar içerisindeki manyetik minerallerin yerkürenin manyetik kutbuna göre yönlenmesi baz alınarak Morfostratigrafi: Genç çökellerin güncel jeomorfolojik süreçler ve değişimlerine bağlı olarak depolanması üzerine İklim Stratigrafisi: Kuvaterner Devri içerisindeki küresel iklim değişiklikleri üzerine kurulmaktadır. Bir bölgenin Kuvaterner stratigrafisi kurulurken üstte yazılan tüm prensipler uygulanabilir

16 Stratigrafi

17 Litostratigrafi Kayaç kütlelerinin gözlemlenebilir litolojik özelliklerine ve göreceli stratigrafik pozisyonlarına dayalı bir sınıflandırmadır. Temel birimi “formasyon”dur Formasyon: 1/ ölçekli olarak haritalanabilir yaygınlıkta, çevredeki diğer kayaç türlerinden ayrılabilir özelliklere (litoloji/fasiyes) sahip kayaç topluluklarına verilen isimdir. Formasyon oluşturan birimler alt ve üstten başka birimler ile sınırlandırılmıştır. Belirli bir zaman aralığında, belirli bir havzada ve belirli ortam şartlarında oluşmuştur. Kalınlık formasyon tanımlamasında önemsizdir. Fasiyes: Belirgin bir yer sürecini (process) ve depolanma ortamını yansıtan çökel paketlerinin özelliklerinin genel ismidir. Ör: bir kıyı çökeli için plaj fasiyesi, yada bir akarsu çökeli içinde kanal fasiyesi vb.) Formasyonlar çeşitli üye ve katmanlara ayrılabilirler ve gruplar altında toplanabilirler. Katman en küçük litostratigrafi birimidir Kuvaterner birimleri arazi yada sondaj logları yardımıyla formasyon olarak tanımlanırken dar kapsamdan uzak kalınmalı yaş ve ortam benzerlikleri içeren birimler tek bir formasyon altında toplanmalıdır

18 Biyostratigrafi Kayaçların içerdikleri fosilleşmiş canlılara dayanılarak yaşlandırılması ve karşılaştırılması olarak tanımlanabilir Kayaçların içerdikleri fosiller; bitkisel (odun, yaprak, polen ve spor) yada hayvan (omurgalı, omurgasız yada iz) olabilir. Jeolojik zaman içerisinde canlı topluluklarının geçirdiği değişimsel biyostratigrafinin temel ilkesini oluşturmaktadır. Türlerin Evrimi Türlerin yayılımı ve göçü Türlerin yok oluşu Biyostratigrafi yöntemleri genellikle görecelidir ve radyometrik (mutlak/sayısal) tarihlendirme yöntemleri ile karşılaştırılmaları gerekir. ammonit sprifer trilobit

19 Kuvaterner Biyostratigrafisi
Genellikle uzun jeolojik dönemler için denizel omurgasız canlıların özellikleri biyostratigrafi kurmayı mümkün kılmaktadır. Kuvaterner stratigrafisi için omurgalı/omurgasız canlı türlerinin yayılımları ve yokoluşları araştırılmaktadır. Özellikle ince taneli (bataklık) çökelleri ve genç linyitler içerisinde bulunan polenler ise yine paleo çevre, bitki örtüsü ve iklim hakkında, Benzer bir biçimde deniz ve göllerde sondaj karotlarından elde edilen çökeller içerisindeki mikro/makro deniz canlıları da (foraminifer, kokolit, ostrakod, diatom, radyolarya vb.) iklim ve depolanma ortamının geçmiş özellikleri üzerine bilgi edinmemizi sağlamaktadır Kırmızı alg radyolarya diatom Kızılağaç poleni ostrakod kokolit foraminifer

20

21 Memeli Kronolojisi Kemirgenler (rodent) gibi doğal ortama hızla uyum sağlayan ve çoğalabilen küçük (mikro) memeli türlerine ait fosiller (özellikle de dişleri) Kuvaterner çökellerinin tarihlendirilmesinde kat bazında yaş vermenin yanısıra önemli paleoçevresel veri sağlar.

22 Kronostratigrafi Kronostratigrafi, kayaç kütlelerinin göreceli yaş ilişkilerini ele alan stratigrafinin bir parçasıdır ve en temel birimi jeolojik zamanın belli bir aralığında oluşan bir kayaç kütlesidir. Dünya’nın kayaç kaydı Uluslar arası Stratigrafi Komisyonu (ICS) tarafından üretilen Jeolojik Zaman Cetveli-Tablosu (GTS) içinde standartlaştırılmış küresel kronostratigrafik ünitelere ayrılmıştır. Kronostratigrafi ve jeokronoloji bu sıralandırma içerisinde denk – eş zamanlı bölümlendirmeyi ifade etmektedir. Koronostratigrafik bir birim kayacın yaşını, jeokronoloji ise olayların tarihlendirilmesini / kronolojiye yerleştirilmesini sağlar. Fanerozoyik Senozoyik Kuvaterner Pleyistosen Kalabriyen

23 Jeolojik Zaman Tablosu
KUVATERNER

24 Jeolojik Zaman Tablosu
Astronomik Zaman (my) Astronomik Zaman (my) Üst Zaman Sistem/Devir Seri / Devre Kat/Çağ Zaman Üst Zaman Sistem/Devir Seri / Devre Kat/Çağ Zaman Üst/Geç Orta Erken/Alt

25 Astronomik Zaman ve Tarihlendirme
Yeryüzünün oluşumu ve gelişimi 4.6 milyar yıldan günümüze kadar önemli olaylar ve ilişkili değişimlerle birlikte gerçekleşmiştir. Özellikle 20. yy. ortalarından itibaren gelişen radyometrik yöntemler kullanılarak yeryüzü tarihi içerisinde gerçekleşmiş her olayı (depolanma ve/veya aşınma) tarihlendirmeye yarayan birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin zaman içerisindeki gelişimi, çalışılan zaman aralığı (My-Ky) ve malzeme (kayaç, mineral, organik karbon, inorganik karbonat vb.) göz önünde bulundurularak birçok farklı yöntemden birini yada karşılaştırmalı olarak birkaçını seçme şansını da beraberinde getirmiştir. Radyokarbon (C14), tüm kayaç ve minerallerden radyoaktif element zinciri (K, Ar, U, Th, Pb vb.) oranları, optik yada ısıl ışınım yöntemleri, kozmojenik (yeryüzüne uzaydan yağan) elementlerin kullanıldığı ve yüzey yaşlandırmaya yarayan tarihlendirilme yöntemleri bunlardan sadece birkaçıdır. Bu yöntemlerin kullanılması, Kuvaterner çalışmaları içerisinde elde edilen birçok sıralı ve devamlı vekillerin (proxy) zaman ölçeğinde karşılaştırılmasını (korelasyonunu) sağlamıştır.

26 Coğrafi Çevrim / Jeomorfolojik Yaş
Kuvaterner stratigrafisinde ise süperpozisyon ilkesi geçerli olmakla birlikte, özellikle karasal kayıtlarda geçmiş dönem (yaşlı) yerşekilleri ve ilişkili depolar topoğrafik olarak üst kotlarda yer alırken genç yerşekilleri ise daha alçakta yer alır. Bu durumda tektonizmanın etkisi olabileceği (yükselme/çökme) gibi sürekli erozyon da etkilidir. Bir kayaç grubunun özelliklerinin çalışılması sadece onun yeryüzünün evrimi içerisindeki pozisyonu tanımlandığında anlamlı olabilir. William Morris Davis’in idealize edilmiş “coğrafi çevrim modeli” Gençlik: Birkaç “konsekant” akarsu, V şekilli vadiler, kısıtlı taşkın ovası oluşumu, yer yer ani yapı değişimlerine bağlı olarak vadi profilinde süreksizlikler (göller, şelaleler ve bataklıklar) gözlenir. Akarsu havzası sınırları belirsizdir. Olgunluk: İyi gelişmiş drenaj sistemi, akarsu vadisindeki süreksizlikler çoğunlukla giderilmiş, vadi tabanlarında taşkın ovaları gelişmiş, vadi profili yumuşamış, rölyef (en yüksek/ en düşük yükseklik) maksimum. Yaşlılık: Çok düşük eğimli vadi yamaçları ve akarsu profili, akarsular çoğunlukla menderesli, akarsu havzaları geçişli, rölyef oldukça düşük. W. Morris Davis

27 Kuvaterner Dönemi’ne ait İklim Kayıtları (vekil/proxy)
Deniz Karotları (sondajlardan elde edilen devamlı çökeller/sekans) Çeşitli derinliklerde, göl yada bataklık karotları Buzul karotları (Grönland ve Antartika) Göl seviyesi değişimini gösteren teraslar Akarsu terasları Speleothemler (sarkıt ve dikitler) Sekans boyunca: Faunal Değişimi Polen Diyagramları Diatom ve foraminifer vb. canlı türleri İzotop ve oranları değişimi/paleotermometre/paleoyağış O18/O16 oranı C13/C12 izotop oranı Atmosferik tozlar Volkanik malzeme

28 İzotop oranlarından geçmiş iklim korelasyonu

29 Kuvaterner Birimlerinin Haritalanması
Kazancı, 2013

30 Düzce Havzası Jeoloji Haritası (Emre vd., 1999)

31 Düzce Havzasının Kuvaterner Haritası (Emre vd. 1999)

32 Morfostratigrafi Bir bölgenin jeomorfolojik gelişimi içerisinde belirli bir dönemi yansıtan aşınım ve depolanma birimlerinin göreceli ilişkilendirilmesidir. Akarsu teras sistemleri (depolanmalı yada aşınmalı) Vadi ve kıtasal buzul örtüleri (Aret ve sirk çanağından vadi ucuna kadar ilerleyen morenlere kadar) Göl seviyesi değişimlerini işaret eden kıyı çökelleri Üst üste gelişen kumul/lös seviyeleri Tektonik olarak aktif bir ortamda sürekli volkanizma