uÕodudn exj qn nrqxpoduÕqd lon …yunus.hacettepe.edu.tr/~kdirik/fj_20_levha tektonigi.pdf · ñ...

$: UÕODUDN EXJ QN NRQXPODUÕQD LON …yunus.hacettepe.edu.tr/~kdirik/FJ_20_levha tektonigi.pdf · ñ w } ( x x< ] ] ] l e } o f $opdqeluphwhrurorjrodq$oiuhg:hjhqhujhqhoolnohnÕwdoduÕqnd\pdvÕ$
1Prof.Dr.Kadir Dirik Ders Notları

20. Levha Tektoniği


KITALARIN KAYMASI İLE İLGİLİ İLK DÜŞÜNCELER

Geçmişte dünya coğrafyasının günümüzden farklı olduğu düşüncesi yeni değildir. Güney Amerika’ nın doğu kıyıları ile Afrika’ nın batı kıyılarını gösteren ilk haritalar, muhtemelen insanları kıtaların bir zamanlar birlikte bulunmuş olduğu ve daha sonra ayrılarak bugünkü konumlarına getirdiğini düşündüren ilk kanıtlardır.

Kıtalar arasında en iyi çakışma, aşınmanın en az olduğu kıta yamacı boyunca gerçekleşir.


19. yüzyıl sonlarında Avusturyalı jeolog Edward Suess, Hindistan,Avustralya, Güney Afrika ve Güney Amerika’daki Geç Paleozoyik yaşlı bitkifosilleri arasındaki benzerliğe ve aynı zamanda bu güney kıtalarındakikayaç istiflerinde bulunan buzullaşma kanıtlarının farkına varmıştır.

1885 yılında yayımlanan The Face of the Earth (Dünyanın Yüzü) adlıkitabında Suess güney kıtalarından oluşmuş super kıtaya Gondwanaland(ya da burada kullandığımız şekliyle Gondvana) adını önermiştir. Bu adıkömür yataklarının içinde bol miktarda Glossopteris bitki topluluğu fosilibulundurduğu Hindistan’ın Gondwana yöresinden almıştır. Suess, bu güneykıtalarının birbirlerine bitkiler ve hayvanların göç ettiği karaköprüleriyle bağlandığını düşünmüştü.

Amerikalı jeolog Frank Taylor 1910 yılında, kıtaların kayması ile ilgilikuramını sunan bir kitapcık yayınlamıştı. Sıradağların oluşumunu kıtalarınyanal hareketine bağlayan Taylor bugünkü kıtaların büyük gelgit kuvvetleriile dünyanın dönme hızının yavaşlaması sonucunda daha önce kutuplardabulunan kıtaların parçalandığını ve ekvatora doğru göç ettiğini düşünmüştür.Taylor’a göre 100 milyon yıl kadar önce Dünya'nın Ay‘ı yakalaması ile bugelgit kuvvetleri ortaya çıkmıştır.


Alman bir meteorolog olan Alfred Wegener genellikle kıtaların kaymasıvarsayımını geliştiren kişi olarak tanınır. Wegener, The Origin of Continents andOceans (Kıtaların ve Okyanusların Kokeni) adlı tarihi kitabında (ilk baskısı 1915yılında), butun kara parcalarının başlangıçta Yunanca anlamı “bütün karalar”olan Pangea adlı tek bir super kıtanın içinde birleşmiş olduğunu önermişti.Wegener, kıtaların kayması ile ilgili büyük düşüncesini, Pangea’nınparçalanması ve çeşitli kıtaların şimdiki yerlerine hareketini gösteren bir diziharitayla ortaya koymuştu. Wegener kıtaların kayması düşüncesini destekleyençok sayıda jeolojik, paleontolojik ve iklim bilimsel kanıt toplamıştı. Varsayımınana sorunu granitik kayaçlardan oluşmuş kıtaların, daha yoğun bazaltikokyanusal kabuğun içinde nasıl hareket ettiğini açıklayacak bir mekanizmanınolmamasıydı.

Guney Afrikalı unlu jeolog Alexander du Toit, Wegener’in iddialarını daha dageliştirerek kıtaların kaymasını destekleyen daha fazla sayıda jeolojik vepaleontolojik kanıtlar topladı. 1937 yılında yayınlanan Our WanderingContinents (Gezinen Kıtalarımız) adlı kitabında du Toit, Gondvana’nın buzulçökelleriyle Kuzey Yarıküre kıtalarında bulunan eşyaşlı komur yataklarınıkarşılaştırdı. Bu belirgin iklimsel farklılığı çözümlemek için du Toit, Gondvanakıtalarını Güney Kutbuna taşırken, kuzey kıtalarını da kömür yataklarıekvatorda olacak şekilde bir araya getirdi. Kuzeyde yer alan kara kütlesineLavrasya (Laurasia) adını verdi. Lavrasya günümüzdeki Kuzey Amerika,Gronland, Avrupa ve Asya’dan (Hindistan dışında) oluşur.


Birçok jeolog bu oldukça inandırıcı görünen kanıtlara rağmen, kıtaların kaymasıdüşüncesini yine de kabul etmemişti. 1960’lı yıllarda okyanuslarda yapılanaraştırmaların, bir zamanlar birlikte olan kıtaların daha sonra ayrıldıkları konusundainandırıcı kanıtlar sunmasıyla kıtaların kayması varsayımı sonunda yaygın kabulgörmüştür.


KITALARIN KAYMASININ KANITLARI

Kıta Kıyılarının Uyumu

Kıtalar arasında en iyi çakışma, aşınmanın en az olduğu kıta yamacı boyunca gerçekleşir.


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 birleşik olduklarını gösterir. G ile işaretli kısım Glossopteris bitki topluluğunu gösteriyor

Kayaç istiflerinin Benzerliği


Kıtalar yan yana getirildiğinde dağ sıraları tümüyle aynı yaş ve deformasyon tarzında kesintisiz tek bir dağ sırası oluşturur. Bu tür kanıtlar, kıtaların bir zamanlar birbirine bitişik olduklarını ve daha sonra ayrıldıklarını gösterir.

Sıradağların Benzerliği


Gondvana kıtalarını Güney Afrika Güney Kutbunda yer alacak şekilde bir araya getirince çiziklerin (kırmızı oklar) gösterdiği buzul hareketleri anlamlı hale gelir. Bu durumda, kutup ikliminde yer alan buzul (beyaz alan), kalın bir merkez alandan etrafına doğru ışınsal olarak hareket etmiştir.

Buzul Kanıtları

11

Fosilleri bugün birbirinden çok ayrı duran Güney Amerika, Afrika, Hindistan, Avustralya ve Antartika kıtalarındabulunan bazı hayvan ve bitkiler. Geç Paleozoyik sırasında bu kıtalar Pangea’nın güneydeki kara kütlesi olanGondvana’da bir arada bulunmaktaydı. Glossopteris ve benzeri bitkiler beş kıtanın tümündeki Pensilvaniyen vePermiyen yaşlı çökellerin içinde bulunurlar. Fosillerine Brezilya ve Güney Amerika’daki Permiyen yaşlıkayaçlarda rastlanan Mesosaurus bir tatlı su sürüngenidir. Cynognathus ve Lystrosaurus ise Erken TriyasDöneminde karada yaşayan sürüngenlerdir. Cynognathus fosillerine Güney Amerika ve Afrika’da rastlanırken,Lystrosaurus fosilleri Afrika, Hindistan ve Antarktika’dan elde edilmiştir.

Fosil Kanıtları


Paleomanyetizma ve Kutup Gezinmesi

Kuzey Amerika’da bütün yaşlarda çok sayıda lav akıntısından alınan paleomanyetik okumalar, manyetik kutbun zaman içindeki görünen hareketini izler. Tek bir kıtadanalınmış olan bu paleomanyetik kanıtlar üç şekilde yorumlanabilir:Kıta sabit kalıp kuzey manyetik kutbu hareket etti; kuzey manyetik kutbu sabit kalıp kıta hareket etti ya da her ikisi birden hareket etti.Kıta kenarları birbiriyle çakıştırıldı-ğında paleomanyetik veriler sadece bir manyetik kutbu işaret eder. Böylece Wegener’in savunduğu gibi kayaç istifleri ve buzul çökelleri birbiriyle uyuşmakta ve fosil kanıtları kurgulanan paleocoğrafya ile tutarlı hale gelmektedir.


Deniz Tabanı Yayılması


Deniz Tabanı Yayılması

1960’lı yıllarda oşinografide okyanus havzalarının geniş ölçüdeharitalandığı yeni bir dönem başlamıştır. Gerçekleştirilen bu haritalarla65,000 km den daha uzun bir okyanus sırt sisteminin dünyanın en genişsıradağını oluşturduğu açığa çıkmıştır. Bu sırt sisteminin en iyi bilinenkesimi ise Atlas Okyanusu havzasını yaklaşık iki eşit parçaya bölen OrtaAtlantik Sırtıdır. 1950 lerde yürütülen oşinografi araştırmalarınınsonucunda Princeton Üniversitesi’nden Harry Hess, 1962 yılında kıtahareketini açıklayan deniz tabanı yayılması kuramını öne sürmüştür.Hess, kıtaların okyanusal kabuk boyunca değil de, okyanusal kabuk ilebirlikte hareket ettiğini önermiştir. Hess’e göre deniz tabanı yükselenmagma ile oluşan yeni kabuğu okyanus sırtlarında ayırır. Magmasoğurken yeni oluşan okyanusal kabuk iki yönde sırttan uzaklaşır.


Okyanus sırtının her iki tarafındaki okyanusal kabuğun içinde korunmuş olan manyetik anomalilerdizilimi, kıtasal lav akıntılarında daha önce bilinen manyetik terslenme diziliminin aynıdır. Bazaltikmagma okyanus sırtlarına sokulduğu zaman manyetik anomaliler oluşur; Magma, Curie noktası-nın altına düşene kadar soğuduğunda o andaki Yer’in manyetik polaritesini kaydeder. Deniztabanı yayılmasıyla önceden oluşmuş kabuk ikiye ayrılır ve böylece sırtından daha uzaklarailerler. Yinelenen sokulumlar, normal ve terslenmiş polarite dönemlerini yansıtan bakışımlı birmanyetik anomali dizisini gösterir. Manyetik alan şiddetini belirleyen manyetometre ile manyetikanomaliler kaydedilir

Derin Deniz Sondajları ve Deniz Tabanı Yayılmasının Doğrulanması


Manyetik anomalilerden hazırlanmış olan dünyadaki okyanus havzalarının yaşı, en genç okyanusal kabuğun yayılma sırtlarına bitişiğinde olduğunu ve sırt ekseninden uzaklaşıldıkça okyanusal kabuğun yaşının arttığını gösteriyor.


Derin deniz çökellerinin toplam kalınlığı okyanus sırtlarından uzaklaştıkça artar. Bu durum okyanus kabuğunun okyanus sırtlarından uzaklaştıkça giderek yaşlanmasından ve çökelin birikmesi için daha fazla zaman olmasından ileri gelir.


İmparator Denizaltı dağı- Hawaii Ada zinciri Pasifik levhasının bir sıcak nokta üzerindeki hareketinin ürünüdür. Volkanik adaların oluşturduğu çizgi levha hareketinin yönünü izler. Rakamlar milyon yıl cinsinden adaların yaşlarını gösteriyor.

Hareket eden Sıcak Noktaların varlığı


Levhalar, levha sınırları, görece hareket yönü ile cm/yıl cinsinden hareket hızları ve sıcak noktaları gösteren dünya haritası.


Uzaklaşan bir levha sınırının geçmişi. (a) Kıtanın altında yükselen magma, kabuğu üste doğru iterek çok sayıda kırık ve çatlak oluşturur. (b) Kıta gerilip inceldikçe rift vadileri gelişir ve vadi tabanlarında lavlar akar. (c) Yayılmanın daha fazla sürmesi kıtayı, dar bir deniz yolu gelişinceye kadar ayırır. (d) Yayılma sürdükçe okyanus sırt sistemi oluşur ve okyanus havzası gelişerek büyür.


(a) Doğu Afrika Rift Vadisi Doğu Afrika’nın kıtanın geri kalanın-dan uzaklaşan bir levha sınırıyla ayrılması sonucu oluşmuştur. Kızıl Deniz okyanuslaşma safhasını temsil eder. (b) Afrika’da Büyük Rift Vadisinin görünümü. Arka planda görülen Küçük Magadi gölü, vadide oluşmuş sayısız soda gölünden sadece birisidir. Bu göller yüksek buharlaşma hızı ve göllere herhangi bir drenaj çıkışı olmamasından ötürü çok tuzludur. Büyük Rift Vadisi doğu Afrika’da levhalar birbirlerinden uzaklaştığında kıta kabuğunun gerilmesi sonucunda oluşan rift vadileri sisteminin parçasıdır.


Okyanusal-okyanusal levha sınırı. (a) Bir okyanusal levhanın diğerinin altına daldığı yerlerde bir okyanus çukuru oluşur. Dalan levhanın yarattığı magma yükselerek dalmayan levhanın üzerinde volkanik bir ada yayı oluşturur. (b) Japonya’nın uydu görüntüsü. Japon Adaları, okyanusal bir levhanın diğerinin altına dalmasının ürünü olan volkanik bir ada yayıdır.


Okyanusal-kıtasal levha sınırı. (a) Okyanusal levha kıtasal bir levhanın altına daldığı zaman, yükselen magmanın ürünü olarak kıta üzerinde andezitik .bileşimli volkanik bir sıradağ oluşur. (b) Peru’da And Dağlarının havadan görünümü. And Dağları okyanusal-kıtasal levha sınırında sürmekte olan dağ oluşumunun en iyi örneklerinden biridir.


Kıtasal-kıtasal levha sınırı. (a) İki kıtasal levha birbirine yaklaştığında, büyük kalınlık-ları ile düşük ve eşdeğer yoğunluklarından ötürü ikisinde de yitim gerçekleşmez. Kıtasal iki levha çarpışırken, yeni ve daha büyük bir kıtanın iç kısmında bir sıradağ oluşur. (b) Dünyanın en genç ve yüksek dağ sistemi olan Himalayalar’ın üstten görünümü. Himalayalar 40 ile 50 milyon yıl önce Hindistan, Asya ile çarpıştığı zaman oluşmaya başladı.


Ofiyolitler derin deniz çökelleri, okyanusal kabuk ve üst manto-dan oluşan kayaç istifleridir

Ofiyolitler ve Eski Yaklaşan Levha Sınırlarının Tanınması


Manyetik anomalilerden yararlanarak levha konumlarınınkurgulanması

(a) Orta Atlantik sırtını ve 67 milyon yıl önce oluşmuş olan 31 no.lu manyetik anomaliyi gösteren bugünkü AtlasOkyanusunun kuzeyi

(b) 67 milyon yıl önce Atlas Okyanusu. 31 no.lu anomali 67 milyon yıl önceki levha sınırını gösteriyor. Anomalileriüzerindeki oldukları levhalar boyunca bir araya getirdiğimizde kıtaların eski konumlarını elde edebiliriz.


Levha hareketlerini açıklamak için ısıl iletim hücrelerini kapsayan ikimodel ortaya atılmıştır. (a) Bir modelde termal konveksiyon hücreleri astenosfer ile sınırlıdır. (b) Diğer modelde ise ısıl iletim hücreleri bütün mantoyu kapsar.


Yerçekim etkili “dilim çekme” ya da “sırt itme” mekanizmalarının da levhahareketini oluşturduğu düşünülür. “Dilim-çekme” mekanizmasında, dalan levhanınkenarı Yer’in içine doğru batarken, levhanın geri kalan kısmını da kendiyle birlikteaşağıya doğru sürükler.“Sırt-itme” mekanizmasında ise yükselen magma, okyanus sırtlarını okyanusal kabuğundiğer yerlerine göre daha çok yükseltir. Böylece burada oluşan gravite okyanusallitosferi sırtlardan ileriye çukurlara doğru iter.


Süperkıta döngüsü varsayımı, Kanadalı jeolog J.Tuzo Wilson’un düşüncelerinindaha da gelişmiş halidir. Wilson 1970’li yılların başlarında bir döngünün (bugün Wilsondöngüsü olarak bilinir) varlığını ileri sürmüştü. Bu dongu kıta parcalanmasını, okyanushavzasının acılıp kapanmasını ve kıtanın yeniden oluşmasını icerir. Super kıta döngüsüvarsayımına göre, kıtalardaki kayaçlar ısıyı kotu ilettikleri için ısı superkıtanın altındabirikir. Isı birikiminin sonucunda olarak süper kıta üste doğru domlaşarak kırılır. Alttanyükselen bazaltik magma kırıkları doldurur. Bazalt ile dolmuş olan kırıklar genişledikçeçökmeye başlar ve bugünkü Kızıldeniz gibi uzun, dar bir okyanus oluşturur.Riftleşmenin sürmesiyle sonunda Atlas Okyanusu gibi geniş bir okyanus havzası oluşur.

uÕodudn exj qn nrqxpoduÕqd lon …yunus.hacettepe.edu.tr/~kdirik/fj_20_levha tektonigi.pdf · ñ...

Documents