*Prof. Dr. Yıldız ALTINOK’un notları revize edilerek kullanılmıştır. JEODİNAMİK *Prof. Dr. Yıldız ALTINOK’un notları revize edilerek kullanılmıştır.

Yerkürenin genel yapısının ve jeodinamik olayların incelenmesi Amaçları Yerkürenin genel yapısının ve jeodinamik olayların incelenmesi Tanımı / İçeriği * Jeodinamiğin yerbilimlerindeki yeri ve önemi, * Yeriçinin katmanları;kabuk, manto ve çekirdeğin yapısal ve jeodinamik özellikleri * Levha hareketleri ve litosferin deformasyonu * Litosferin elastik ve ısıl özellikleri, * Depremlerin oluşması ve sınıflandırılması * Volkanlar ve sıcak noktalar Referanslar * Turcotte,D.L.and Schubert, G., 2005., Geodynamics, Cambridge University Press. * Kearey, P.and Vine, F.J., 1996, Global Tectonics, Blackwell Science. * Ketin, İ., 1977, Genel Jeoloji, İTÜ Maden Fakültesi, İstanbul. * Stein,S.and Wysession,M.,2003, An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure,Blackwell Publishing. * Gutenberg, B., 1959, Physics of the Earth’s Interior, Academic Press, London.

Jeodinamik tanımlama ve önemi, yerküre 3 Yer içi katmanları 4 HAFTALIK DERS PLANI Hafta Konu 1 Tanışma 2 Jeodinamik tanımlama ve önemi, yerküre 3 Yer içi katmanları 4 Depremler, Levha Tektoniği 5 Levha hareketleri, litosferin deformasyonu 6 Ara Sınav 7 Volkanlar ve sıcak noktalar 8 Yer içinin sıcaklığı 9 Yerin kütlesi ve yoğunluğu 10 Gravite ve İzostazi 11 Yer içinin elastik özellikleri 12 Yerkürenin kimyasal özellikleri 13 Yerkabuğunun dış etkenleri 14 Kabuk ve manto yapısının araştırılması

Basıklık oranı (a-b) / a = 1/297 ( ellipticity). Jeodinamik Deprem, volkan, ve aşınma gibi etkenlerle yerkabuğunda oluşan değişikliklerin incelenmesi jeodinamiğin konusudur. 1.Yer içi, Yeryüzü, Yerin atmosferi Yeryuvarının şekli ve boyutları: Yerin şekli tam bir küre olmayıp ekvator bölgesi şişkin, kutuplar ise basıktır. Bunun nedeni yerin kendi ekseni etrafında günlük dönmesidir. Ekvator yarıçapı (a), kutuplardan geçen yarıçaptan (b) daha uzundur ( ≤ 21.5 km). Basıklık oranı (a-b) / a = 1/297 ( ellipticity). Jeoid: Çekül doğrultusuna her noktada dik olan yüzeyin oluşturduğu şekildir. Yaklaşık olarak okyanuslar seviyesinde bir yerküreyi tanımlar. Okyanuslarda su seviyesinden, kıtalarda bu seviyenin biraz üzerinden geçer. Sferoid : Küçük ekseninin yerin kutuplarından geçtiği varsayılan bir elipsin bu eksen etrafında dönmesi sonucu oluşur ve sıvı bir yerküredir. Okyanuslarda deniz seviyesi üzerinde, kıtalarda ise jeoidin biraz altında bulunur (Şekil 1.1)

Şekil 1.1 Ekvator yarıçapı: 6378.4 km Kutuplar yarıçapı: 6356.9 km Ortalama yarıçap: 6371 km Yer küreyi kapsayan hava tabakasına atmosfer, su tabakasına hidrosfer, katı kabuk kısmına litosfer, canlıların yer aldığı teorik küreye biyosfer denir.

Atmosfer: Binlerce kilometre kalınlıkta bir gaz kütlesidir, yerçekimi etkisiyle dünyaya bağlıdır. Meteoroloji, atmosferin 100 km kalınlıktaki bölgesini, aeronomi 100 km üzerindeki bölgeyi inceler.Atmoferin (0-90) km kısmı homosfer, (90-10000) km kısmı heterosferdir. Sıcaklık, yeryüzünden yükseldikçe, km başına 6.4 °C azalır. Homosfer; troposfer, stratosfer, mesosfer’den ibarettir (Şekil 1.2). Şekil 1.2

Yeryüzünden 80-400 km arasındaki bölge termosfer/ iyonosferdir Yeryüzünden 80-400 km arasındaki bölge termosfer/ iyonosferdir. İyonosferde azot ve oksijen tabakaları yer alır. Güneşten gelen gamma ve X ışınları burada büyük ölçüde absorbe olurlar. Bu sırada her molokül/atom elektron kaybederler ve + yüklü iyon oluşur. Elektronlar atmosfer içinde elektrik akımı oluşturur. İyonosferdeki iyonlar radyo dalgalarını yansıtırlar böylece radyo haberleşme olanağı sağlanmış olur. Atmosferdeki diğer bir bölge Ozon tabakasıdır. 20-35 km lik yükseklikte bulunur. Oksijen molekülleri yer alır. (O3) Yeryüzünü güneşten gelen mor ötesi (ultraviyole) ışınlarına karşı korur (Şekil 1.3). Şekil 1.3

Yeryüzü: Yaklaşık ¾ ü su ile kaplı ve 500 milyon km2 lik bir alandır Yeryüzü: Yaklaşık ¾ ü su ile kaplı ve 500 milyon km2 lik bir alandır. En yüksek dağ zirvesi Himalayalarda (Everest 8840 m) ile en derin çukur Batı Pasifikte (Mariana 11305 m) arasında yaklaşık 20 km lik bir seviye farkı vardır (Şekil 1.4). Şekil 1.4

Yerkabuğu ve yeriçi: Yerkürenin katı bir kabuk olduğu Descartes (1596-1650) tarafından ileri sürülmüştür. Ortalama kalınlığı karalarda 35 km ve okyanus diplerinde 8-10 km olan yer kabuğu minerolojik ve kimyasal olarak bileşimleri farklı iki grup kayaçtan oluşmuştur. Birinci grup; granit, kumtaşı, kireçtaşı gibi yoğunlukları ortalama 2,7 gr/cm3 olan hafif kayaçlardan oluşmuştur. Silisyum oksit ve alüminyum oksitçe zengindirler SİAL kelimesi ile tanımlanırlar. İkinci grup; yoğunlukları 2,8–3,0 gr/cm3 arasında bulunan bazik kayaçlardır. Bileşimlerine demir oksit ve mağnezyum oksit önemli yer tutar ve SİMA kelimesi ile tanımlanırlar. Daha altta ağır ve daha bazik kayaçlar yer alır. Burası Manto’nun SİMA bölgesidir (Şekil 1.5). Şekil 1.5

Kabuk ile manto arasındaki süreksizlik yüzeyi Moho süreksizliğidir Kabuk ile manto arasındaki süreksizlik yüzeyi Moho süreksizliğidir. 1909 yılında Yugoslav jeofizikçi Andria Mohorovicic (1857-1936) tarafından belirlenmiştir. Moho nun derinliği kıtalarda 35-40 km , okyanuslarda 10 km kadardır. Avrupa depremlerinin Pg, P*, Pn, Sg, S*, Sn dalgalarının seyahat zamanlarını kullanarak V. Conrad (1923-1927) ve H.Jeffreys (1926-1937) sediment, granit ve bazalt olarak üç tabakalı kabul modeli elde etmişlerdir. Yerkürenin dış yüzeyini oluşturan kabuk (35-40) km litosfer( 100 km) denilen taşküre içinde yer alır. Kabuğun, kıtasal ve okyanusal bölgelerde özellikleri farklıdır. Kıtasal kabuk sedimanter, granitik ve bazaltik kayaçlar içerir ve dağlık bölgelerde kalınlığı 70 km ye kadar ulaşmaktadır. Granitik ve bazaltik özelliklerine göre üst kabuk ve alt kabuk olarak adlandırılır. Bu tabakalar arasında bazı alanlarda süreksizlik izlenebilir. Bu süreksizlik Conrad süreksizliğidir. Okyanusal kabuk yaklaşık 10 km kalınlıkta olup sedimanter ve bazaltik kayaçlar içermektedir. Granitik kayaçlar okyanusal kabukta bulunmazlar. Litosfer birçok levhadan ibarettir.

Daha altta astenosfer adı verilen üst manto yer alır Daha altta astenosfer adı verilen üst manto yer alır.Üst manto 700 km derinlere iner (Şekil 1. 6). Şekil 1.6

P dalgalarının hızı kabuk altında 7,9-8,1 km/sn iken üst mantonun alt sınırında 11 km/sn ye ulaşır. Yer içinin 700-2900 km derinlikleri arasında kalan bölge alt mantodur. Burada yüksek basınç mineralleri bulunur. Alt mantoda yoğunluk ve basınç artmakta P dalgalarının hızı 13,5 km/sn ye ulaşmaktadır. Manto; kıtaların kayması, deniz dibi yayılması, dağ oluşumu, depremler, volkanik olayların oluşumu gibi iç dinamik ile ilgili olayların oluşmasına neden olan kaynak özelliği taşır. Şekil 1.7

2900 km derinlikte mantodan çekirdeğe geçilir 2900 km derinlikte mantodan çekirdeğe geçilir. Manto-çekirdek sınırı olan bu yer Gutenberg süreksizliği olarak tanımlanır. 1914 de Beno Gutenberg P dalgalarının bu derinlikten sonra hızlarının azaldığını 8,5 km/sn düştüğünü ortaya koymuştur. S dalgaları ise bu sınırı geçememektedir (Şekil 7). Çekirdeğin 5150 km lik kısmı dış çekirdek ve yer merkezine kadar olan kısmı 1936 da Inge Lehmann varlığını ortaya koyduğu iç çekirdektir. Dış çekirdek ergimiş durumda demir ve nikel karışımı iken iç çekirdek katı halde demir ve nikel karışımını kapsar. İç çekirdeğin çapı B. Gutenberg(1938) tarafından 1200 km , H. Jeffreys (1939) tarafından 1250 km olarak saptanmıştır. Yerin iç yapısı deprem dalgalarının yer içindeki yayılma özellikleri ile incelenir (Şekil 1.8). Şekil 1.8

Şekil 1.9