YER KÜRE Konular Giriş Çekirdek Manto Kabuk

YER KÜRE

GİRİŞ Yeryuvarının üst kısmı (okyanusal veya kıtasal kabuğu) için doğrudan veriler elde etmek mümkündür. Ancak, bu doğrudan verileri, yeryuvarının çok daha derin kesimlerinden elde etmek o kadar kolay değildir. Bu nedenle, yeryuvarı hakkında daha açıklayıcı bilgiler için dolaylı verilere ihtiyaç vardır. Özellikle sismoloji bu verilerin elde edilmesinde büyük rol oynamıştır. Zira günümüz imkanlarıyla kıtalarda ancak 15 km, okyanuslarda ise sadece bir kaç km’lik bir derinlikte sondaj yapılabilmektedir.

GİRİŞ Sismoloji, açılan bir kuyu içerisinde yapılan bir patlatma ile oluşan dalgaların yerin derinliklerinde yayılması ve yansımanın patlatma noktasından daha uzaklarda dikilen algılayıcılarla ölçülmesine dayanır. Bu tür patlatmalar esnasında üç tür jeofiziksel dalga söz konusudur: P,S, yüzey dalgaları (R-L) P ve S dalgaları yerin derinliklerine doğru hareket eder, R-L dalgaları yüzeyde yayılır P dalgaları hem katı hem de sıvı ortamda yayılabilir S dalgaları sadece katı ortamda yayılabilir Önemli jeolojik değişiklik zonlarında P ve S dalgalarının yansıma şekli değişir. Bu durum yeryuvarında farklı özellikteki zonların belirlenmesine yardımcı olur.

GİRİŞ Yeryuvarının tüm derinliği boyunca üç ana sismik süreksizlik zonu vardır: o ğ u n l k ( g / c m 3 ) K A B U İ Ç E R D s t e f r i a ı S v F + N Y ? P M O ş 2 y ç p Ü T L I Ş 6 7 5 9 1 . , 4 Kabuk manto geçişinde gözlenen Mohoroviçiç süreksizliği (okyanusal kabuklar altında 10-12 km derinlikte, kıtasal ortamlarda 30-50 km derinlikte). Moho, P dalga yayılma hızları 6-7 km/sn olan kayaçları, 8 km/sn olan kayaçlardan ayırır. 2900 km derinlikteki manto-çekirdek geçişi 5200 km’de çekirdek zonunda gözlenen ve çekirdeğin birbirinden farklı iki alt zona ayrıldığını gösteren süreksizlık zonu.

GİRİŞ Bölüm Atmosfer Kabuk Manto Çekirdek Dış İç Kalınlık >1100 17 2880 3470 Yoğunl. 2,8 4,5 11 Oran 0,00009 0,5 67,2 30 2 Bileşen N2, O2 Silikat, kompleks oksitler Mg silikat. Fe, S (sıvı) Fe,Ni (katı) Sonuç olarak: sismik verilere göre yeryuvarı, Atmosfer, kabuk, manto, ergimiş haldeki dış çekirdek ve katı halde bulunan iç çekirdek olmak üzere 5 ana zondan oluşur.

GİRİŞ Kabuk :Sıvı hidrosfer, -Katı litossfer, Litosfer, esas olarak katı kabuktur, 80-100 km  derinliklere kadar uzanır. Hidrosfer, su küre demektir. Dünya'daki bütün sular hidrosfere girer. Hidrosfer'in %97'sini denizler ve okyanuslar oluşturur. Hidrosfer, canlıların yaşam kaynağıdır. Hidrosferin kalınlığı deniz seviyesine göre +3810 m (Titikaka Gölü) ile -11033 m (Mariana Çukuru) arasında değişir. Manto ve çekirdek, Yerküre'nin ağır iç yapısını oluştururlar. Dünya'nın %71'ini Hidrosfer, %29'unu karalar oluşturur.

Kimyasal Yapı Doğrudan örneklenebilecek bölümler kabuk, hidrosfer ve atmosferdir. Bu üç bölüm de yeryuvarının tüm kütlesinin sadece % 1’den az bir kısmını oluşturur. Bu nedenle yeryuvarının geneline ait bir kimyasal bileşim elde edebilmek için direkt olmayan yöntemler kullanılmaktadır. Yeryuvarının her bir bölümüne ait bir ortalama kimyasal bileşim elde etmeye çalışmak ve bu sonuçları temsil ettikleri bölümlerin toplam kütlelerine göre ağırlıklı ortalamalarını alarak birleştirmek: Jeofiziksel veriler gereklidir.

Kimyasal Yapı Yeryuvarının ortalama kimyasal bileşimi Özet olarak yeryuvarının yapısında en bol bulunan elementler şunlardır: Fe (% 35,87), O (28,50), Si (14,34), Mg (% 13,21), Ni (%2,04), S (1,84), Ca (1,93) ve Al (1,77). Bu sekiz element yeryuvarının % 99,50’sini oluşturur. Na, Cr, Mn, Co, P, K ve Ti diğer önemli bileşenlerdir. Yeryuvarının ortalama kimyasal bileşimi

Çekirdek Çekirdek: 2900-6370 km arasındadır. 2900-5200 km: dış çekirek; d=10-12,3 g/cm3 5200-6370 km: iç çekirdek; d=13,3-13,6 g/cm3 Ulaşılması imkansız. Dolaylı veriler kullanılmalı Demirli ve nikelli meteoritlerin varlığından dolayı çekirdek genel olarak bir demir ve nikel karışımından oluşmuş olmalıdır. Çünkü: Silikatlar ve daha değişik malzemeler (bileşikler) üzerinde, laboratuarda deneysel olarak oluşturulan çekirdek koşullarında (4000 km derinliğe denk 2400 kb basınç altında) yapılan deneyler, bu şartlarda, silikatlar da dahil bütün bileşiklerin kimyasal yapılarının bozularak yoğun metallere ayrıldıklarını göstermiştir.

Çekirdek S dalgaları mantodan daha derinlere (2900 km) geçemez. Yani: 2900 km derinlikte bulunan bu geçiş zonunda, (manto – dış çekirdek zonu) dış çekirdek kısmı ergimiş halde olmalıdır. Yoğunluk değeri dış çekirdekte 10 g/cm3 den iç çekirdekte 13.6 g/cm3 e kadar değişir. Bu yoğunluk değerleri, yaklaşık % 6 oranında Ni içeren Fe-Ni alaşımından yaklaşık % 10 daha azdır. Bu alaşımda ses dalgalarının hızı jeofiziksel verilere göre daha düşüktür. Yani hafif elementler de olmalıdır. Si ve/veya S, özellikle kükürt, Fe ve Ni ile alaşım yapabilecek ve alaşımın yoğunluğunu çekirdek için bilinen değerlere (10 – 13.6 g/cm3) indirebilecek bir elementtir. Özetle çekirdek, Fe, Ni ve bir miktar S içeren bir kimyasal bileşime sahiptir.

Manto Yeryuvarının kabuk kesiminden çekirdeğine kadar devam eden bölümü olup, üst ve alt manto olarak iki bölüme ayrılır. Üst manto, Moho süreksizliğinden başlayarak, 670 km derine kadar devam eder. Litosferin alt kısmını (litosferik manto) ve astenosferi kapsar. ALT MANTO ÜST MANTO Litosfer, yeryuvarını saran en dış kabuktur ve hareketli okyanusal ve kıtasal levhalardan oluşur. Litosferin tabanı S dalgalarının hızlarında çok ani bir düşüşün olması ile karakteristiktir. Bu zon, özellikle okyanusal kabuk altında sıcaklığın yaklaşık 1200 oC olduğu bir bölgedir (astensofer= litosferin tabanından başlayarak yaklaşık 250 km derine kadar devam eden düşük hız zonu). Bu zonda bütün sismik dalgalar zayıflar. Bu da astenosferin kısmen ergimiş madde (~ % 1) içerdiğinin bir göstergesidir.

Manto Üst manto içinde iki faz dönüşüm zonu bulunur. Jeofiziksel veriler Üst mantonun bölümsel ergimesi sonucu oluştuğu düşünülen bazaltik mağmanın incelenmesi Yer yüzüne ulaşan ve manto kökenli olduğu tahmin edilen ultramafik kayaçlar Uzaydan kaynaklanan parçaların (meteoritlerin) incelenmesi

KABUK Yer kürenin en dış kısmında yer almaktadır ve bölgesel bileşim farklılıkları gösterir. Bu nedenle kıtasal  ve okyanusal olmak üzere ayrılır.

KABUK; Giriş Kabukta en yoğun olarak bulunan elementler : Silikat minerallerinin çatısını oluşturan oksijen ve silisyum Si ve O dışında silikatlar içindeki diğer elementler Nabit halde (metal ve alaşım olarak) bulunan elementler Oksit, karbonat, sülfat veya fosfat gibi basit veya karmaşık oksitler halinde bulunan elementler Yani mineraloji çok karmaşık. Ortalama bolluk derecelerini belirlemek zor. 1900’lü yıllardan beri çalışmalar yapılmaktadır. İlk çalışmaları yapanlar CLARK ve WASHINGTON. Gelişen teknolojik imkanlar sonucunda, elementlerin yer kabuğunda değişik kayaç birimleri içindeki bolluk dereceleri belirlenmiş ve bu değer CLARK değeri olarak adlandırılmıştır

KABUK; Giriş Kabukta mağmatik, sedimanter ve metamorfik kayaçlar bulunur. Metamorfik kayaçlar ilksel olarak sedimanter veya mağmatik kayaçlardan oluşur. Sedimanter kayaçlar yer kabuğunun yaklaşık % 5’ ini oluşturur. Bu nedenle, kabuğun genel kimyasının hesaplanmasında mağmatik kayaçlar kullanılır. Mağmatik kayaçlar mağma kökenli ve bu nedenle plaka tektoniği önemlidir.

KABUK; Giriş Amerika Plakası Pasifik Okyanusu Afrika Kıtası Asya Kıtası Yaklaşan Plakalar Çarpışma Zonu Mantodaki konveksiyon akımları sonucunda, bir taraftan yer kabuğuna yeni malzeme eklenirken, diğer taraftan ona eşdeğer büyüklükte kabuk malzemesinin yitirilmesi gerekir. Mantodaki konveksiyon akımlarının gelişmesini sağlayan enerji, mantoda bulunan 238U, 232Th ve 40K gibi izotopların radyoaktif bozunmasıdır.

Kabuk: Kıtasal Kabuk Ortalama kalınlığı 30-50 km, nadiren 80-100 km’ ye varan kabuklar var. Kendi içerisinde homojen değil: üst kabuk daha bazik kayaçların yer aldığı alt kabuktan oluşur. Yeryuvarında değişik bölgelerdeki kıtasal kabuklardan alınan çok sayıda mağmatik, metamorfik ve tortul kayaçların kimyasal analizleri ortalama kıtasal kabuk bileşimini verir. P dalga hızı = 6,5 km/sn Conrad süreksizliği P dalga hızı = 6,9 km/sn

Kabuk: Okyanusal Kabuk

Kabuk: Okyanusal Kabuk

Kabuk: Okyanusal Kabuk Bölümsel ergime ile oluşan silikat ergiyiği oluştuğu katıya göre %20 daha az yoğundur. Bu yoğunluk farkı, ergiyiğin önce küçük cepler daha sonra da magma odaları şeklinde yükselmesine yol açacaktır.

Mağmanın Depolanması ve çıkışı: Yavaş Açılma Okyanusal Kabuk Mağmanın Depolanması ve çıkışı: Yavaş Açılma Atlantik ortası sırt Toplam açılma hızı 2-4 cm/yıl’ dır. 25-30 km genişlikte rift vadisi. Bu şekilde oluşan mağma kütleleri, kırılgan kabuk içerisinde oluşan kırık sistemleri boyunca yükselir. Böylece gelişen mağmatik aktivite, katmanlı yapısı iyi gelişmemiş bir okyanusal kabuk oluşturur.

Mağmanın Depolanması ve çıkışı: Hızlı Açılma Okyanusal Kabuk Mağmanın Depolanması ve çıkışı: Hızlı Açılma Pasifik Okyanusu Açılma hızı toplam 12-14 cm/yıl’dır. İyi gelişmiş bir merkezi rift bulunmaz. Açılma hızı yüksek, büyük ölçekli bir mağma odası bulunur. Son derece iyi gelişmiş katmanlanmaşma olur.

İÇ ve DIŞ KUVVETLER - Enerjisini yerin içinden alan kuvvetlere iç kuvvetler denir. (dağ oluşumu, kıta oluşumu ve volkanizma dır.) - Enerjisini güneşten alan kuvvetlere ise dış kuvvetler denir. (akarsular, rüzgarlar, dalgalar) - İç ve dış kuvvetler birbiriyle sürekli mücadele halindedir. - İç kuvvetler yeryüzünün kabartılarını meydana getirirken; dış kuvvetler ise bunları aşındırarak ortadan kaldırmaya ve seviyesine yakın az engebeli düzlüklere (peneplen) dönüştürürler. .

Depremler, volkanlar, heyelanlar, akarsuların taşıdığı malzemeler, erozyon, yağmur, sel gibi doğal olaylar dünyamızın hareketli olduğunu açık bir şekilde bize ispat etmektedir. Bu hareketler iç ve dış dinamikler tarafından yönlendirilirler Dış dinamiklerin enerji kaynağı güneş, iç dinamiklerin enerji kaynağı ise radyoaktif parçalanmadır.

Animation

KONVEKSİYON AKIMLARI Yerin derinliklerinde radyoaktif bozunma ile ortaya çıkan enerji konveksiyon akımları ile yavaş bir şekilde yukarıya taşınır. Bunun sonucunda Astenosfer yavaş bir şekilde hareket eder. Bu hareket Astenosfer üzerinde yüzmekte olan litosferi hareket ettirir.

KONVEKSİYON LEVHALARI HAREKET ETTİRİR Levhalar konveksiyon akımlarının etkisi ile birbirlerine yaklaşır, uzaklaşır ya da birbirlerine göre yanal olarak kayarlar.

İzostazi Yoğunlukları ve büyüklükleri birbirinden farklı yerkabuğu dilimlerinin (levhaların) teorik denge durumuna “izostazi” adı verilir. Bu teoriye göre yerkabuğu dilimlerinin denge durumu süreklidir, öyle ki dengeyi bozacak herhangi bir olay meydana gelse, buna karşı gelen bir başka olayın meydana gelmesiyle denge yeniden sağlanır. Örneğin bir dağ zincirinin aşınma ile azalan yüksekliği buna karşılık meydana gelen bir yükselme ile dengelenir.