Levha Tektoniği Kuramı

GENEL JEOLOJİ
levha tektoniği kuramı
genel prensipleri
BU DERSİN İPUÇLARI
•
•
•
•
•
•
•
•
Levha Tektoniği Kuramı nedir?
Levha nedir?
Kaç türlü levha vardır?
Levhalar nasıl hareket eder?
Levhaları hareket ettiren kuvvetler
Okyanuslar ve kıtalar nasıl oluşur?
Magma ve depremler nerelerde olur?
Maden yatakları ve levhalar
İLK FİKİRLER
Atlas Okyanusu’nun iki
yakasının benzerliği üzerine
1620 Francis BACON
1658 Francois PLACET
1800’ler Abraham G. Werner
ve Alexander Von
Humbolt
1858 Antonio SNIDER ve
PELLIORINI
Gondwana Kıtası’ndan
ilk söz etti
Antonio Snider 1858
1883 ve 1909’da
Edward SUESS
PANTALASSA
Levha Tektoniği ya da
Kıtaların Sürüklenme
Teorisi
Alman meteorolojist, Astronom ve
Jeofizikçi 1912 de ortaya koyduğu
Kıtaların Kayması teorisi 1924 yılında
İngilizce’ye çevrildi ve ölümünden sonra
yaygınlaştı. Bu teoriye göre, büyük bir
Kıta Pangea’yı tek okyanus Pantalassa
çevreliyordu
ALFRED WEGENER
Doğa Bilimleri Araştırma Merkezi
Levha Tektoniği (Kıtaların Sürüklenme Teorisi)
TETİS
ALFRED WEGENER
200 milyon önce Pangea ikiye
bölündü. Kuzeyde Avrasya ile
Güneyde Gondwana olmak üzere.
Arada açılan dar ve uzun okyanus
ise Tetis Denizi
ALFRED WEGENER
Doktorasını 1905 yılında astronomi
dalında yaptı. Meteoroloji ile
ilgilendi. Grönland’da birkaç
meteorolojik çalışmaya katıldı.
Daha sonraki bütün hayatını
kıtaların kayması fikri üzerinde
yoğunlaştırdı. Yaşadığı dönemde
fikirlerini inandırmakta zorluk çekti.
Wegener‘in kanıtları
1. Kıtaların birbirine uygunluğu
2. flora and faunanın dağılımı
Glossopteris ve Mesosaurus fosilleri
3. Paleoklimatik kanıt
4. Kayaçların dağılımı
5. Dağ sıralarının dağılımı
Ayrıca A. Du TOIT (1937), Güney Amerika’da Brezilya kıyıları ile Afrika kıyı
bölgelerinin magmatik kayalarından elde ettiği radyometrik yaşlarının
birbirine uygun olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, Warren Carey,
Avustralya’da yaptığı benzer araştırmalarla güney kıtalarının Mesozoyik
başında yan yana olduğunu ortaya koymuştur
LEVHA TEKTONİĞİ KURAMININ GELİŞİMİ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Paleontoloji
Radyometrik yaşlandırma
Paleomanyetizma
Okyanus tabanının yayılması
Konveksiyon akımları
Manyetik polarite ve terslenme
Transform faylar
Isı akısı
Okyanusal çukurlar
Teorinin kısa tarihçesi
Kaptan Harry Hammond Hess
(Princeton’da jeoloji profesörü)
Wegener’in hipotezine inandı
II. Dünya savaşı sırasında okyanuslarda ses dalgaları
yayma yöntemi ile inceleme yaptı
(3000 m yüksek ve 2000 m genişlikteki okyanus ortası sırtlarda
inceleme yaptı)
Ada yayları (Aleutian, Japonya) ve kıtalardaki büyük dağ
kuşakları (Andlar) ile ilişkili olarak 10 000 m.lik çukurlar
buldu
Hess 1960 larda deniz tabanlarının yayıldığı fikrini ortaya attı.
Okyanus tabanının araştırılması
Hess’in (1960) deniz tabanının yayılması fikri
DÜNYA HARİTASI
Teorinin kısa tarihçesi
1961 denizel
magnetik anomalinin
keşfi
1961 Dietz ve Hess
Deniz tabanı
yayılması fikrini
önerdi
1963 Vine-Matthews
(keza Morley)
yukarıdaki iki görüşü
birleştirdi.
Dalma-Batma (Benioff) Zonu
Hugo Benioff, 1954
Teorinin kısa tarihçesi
 1965 J. T. Wilson Transform fayları tanımladı.
 1967 Sykes bunu depremlerin odak çözümleriyle
test etti. Sykes, Oliver ve Isacks dalma-batma
kuşaklarındaki ters faylanma mekanizmalarını
ortaya koydular.
 1967-1968 McKenzie, Parker ve Morgan levha
tektoniği modelini kurdular.
 1969 Barazangi ve Dorman (1961-1967) küresel
ölçekli deprem yerlerini gösterdiler.
 1970 ler başlarından beri yaygın olarak kabul
görmektedir
Paleomagnetizma
 1950 lerde paleomagnetizma çalışmaları sayesinde
kıtaların kaymakta olduğunu kanıtlayan yeni veriler
ortaya atıldı
 Deniz tabanı yayılması ile ortaya çıkan magmatik
kayaçlar soğurken içindeki magnetit mineralleri
CURIE sıcaklığı altında (bu sıcaklık Magnetit için
5800C, Hematit için 680 0C, Pirotin için 320 0C,
Demir için 770 0C) mıknatıslanırlar ve yerin o
zamanki magnetik alanına uygun bir biçimde
dizilirler ve kalıcı mıknatıslanma oluştururlar.
Paleomagnetizma çalışmaları kayacın katılaşması
sırasında yerin o zamanki kutbunun nerede
bulunduğunu araştırır.
K
Alt – Orta Paleozoyik’teki (470 – 350 mİlyon yıl)
Kaledonit Dağ oluşumu (Orojenezi)
Yer Kürenin Evrimi
Katı, Demir
Çekirdek
sıvı, Demir
Çekirdek
manto
a
b
c
Yer içinde sismik dalgaların yayılması
Enine dalgalar katılar
içinden geçer.
Boyunca dalgalar hem katıları
ve sıvılardan ve katılardan
geçer
Levha Nedir ?
yeryüzündeki levhaların adları
Yerin yüzeydeki hareketleri ve levha tektoniği
yeryüzündeki hareketli levhalar
yerkabuğunun kalınlık haritası
Yeryüzünün en yüksek dağları Himalayalar aynı zamanda
kıta kabuğunun en kalın olduğu yerleridir
levhalar nasıl hareket eder?
Çorba benzetmesi
MANTO
mantle convection
Çekirdekten mantoya ısı transferi manto katmanı
içinde konveksiyon akımına neden olur.
(Her yıl birkaç cm)
ISI
TRANSFERİ
ÇEKİRDEK
levhaları ne sürükler? :
konveksiyon akımları
KONVEKSİYON
ÇEKİRDEK
Manto konveksiyonu çekirdek ile
kabuk arasında yanal kuvvetlere
dönüşür
okyanusal tektonik
levha
İki kıta arasında çarpışma
Yayılma
merkezi
levha hareketi
okyanus tektonik
levha
okyanusal hendek
levha hareketi
Tektonik levha
okyanus
Dalma-batma kabuk
kuşağı
okyanus
kabuk
kıtasal
kabuk
kıtasal
kabuk
Madde dış
Soğuk yoğun madde
mantoya varır Mantoya doğru iner
varmaz soğur.
Hot material
manto
konveksiyon rising
through
hücresi
the mantle
Manto
İki levha birbirine
doğru hareket eder.
Levhalardan biri
Konveksiyon akıntı
üzerinde mantoya
doğru dalar.
Sıcak dış
çekirdek iç
çekirdek
Yanal kuvvetler kabuk manto
sınırında kabuğu iki farklı
yönde iter ve bu da kabuksal
levhaların hareketine yol açar
Levhalar her yıl birkaç
santimetrelik hızlarla hareket
eder.
Konveksiyon Akımları
Levhalar radyoaktif enerji sonucu oluşan
konveksiyon akımlarıyla hareket eder.
Levha hareketleri
uzaklaşan
levhalar
yaklaşan
levhalar
çarpışan
levhalar
kaç türlü levha hareketi vardır ?
Levhalar nasıl hareket eder
İ
çekilme
itilme
Manto Akışı
Birbirinden ayrılan (Diverjan)
levha sınırı
(Okyanus ortası sırt)
Yastık lavlar
Dayk
Magma odası
Kısmi
ergime
Gabro
Litosferik
manto
Diverjan (uzaklaşan) levha sınırları
Yayılma merkezleri boyunca levhalar farklı yöne hareket eder.
Atlantik ortası sırt :
Yayılma hızı ~2.5 cm/yıl
Ofiyolit topluluğu :
okyanusal kabuk
Abisal Çökeller
Yastık Lavları
Levha Dayk
Karmaşığı
Lökogabro
Gabro
Tabakalı
ultramafik
kayalar
Manto kayaları
Okyanus ortası sırtın anatomisi
kıtaların yayılma hızları
Levhaların hareketi sırasında üzerindeki herşey hareket eder.
Kuzey Amerika levhası batıya, Avrasya levhası doğuya hareket
eder. Hız ortalama 5-10 cm/yr. Uzun zaman dönemlerinde hareket
büyük olur
Deniz tabanının yaşı
Günümüz Atlantik Okyanusu
65 milyon yıl önceki Atlantik
Atlantik ortası sırtlar
Doğu Pasifik Sırtı Deniz tabanında
3000 m’lik derinlik
Manyetik Polarite
Jeomanyetik terslenmeler
Okyanus ortası sırtlardaki bazaltlarda
kayıt edilmiş jeomanyetik terslenmeler
Yerin manyetik alanı
Yerin magnetik alanı dipol alanıdır.
Dipol = “iki” kutup
Alan çizgileri
Magnetik alanının yönünü gösterir
Kayaçlar nasıl manyetizma kazanır ?
Ergimiş kayada bu magnetler
Rastgele dizilmiştir
Fe3O4: “magnetit” minerali kayaçlar
içindeki küçük magnetleri yaratır
Kayaç katılaşırsa
Bu magnetler yerin
magnetik alanına
göre dizilir
Yerin manyetik alanının terslenmesi
Bu değişim yaklaşık 300,000-500,000 dönemlerde yıldır
Yerin magnetik alan şiddetinin deniz içindeki anomalileri
Magnetometere
Yüksek şiddet
Beklenen şiddet
Düşük şiddet
Kabuksal kayaçların ters polarite gösterdiği yerlerde
ölçülen magnetik alan şiddeti beklenenden biraz daha azdır.
Kabuksal kayaçların normal polarite gösterdiği bölgelerde
ölçülen magnetik alan şiddeti beklenenden biraz yüksektir .
Okyanus tabanındaki magnetik şeritler
normal polarite
ters polarite
Doğu Pasifik Sırtı
bacaları
Diverjan (uzaklaşan) levha sınırları
Doğu Afrika Rift Kuşağı
Oldoinyo Lengai volkanı
Konverjan levha sınırı
Bindirme
Kuşağı
(kıtasal volkanik yay)
Volkanik yay
Yay önü
havza
Yığışım
prizması
Hendek
ekseni
Depremler
Magma
yükselimi
Ergime
Dalma-Batma Zonu (Beniof Zonu, 1954)
Dalma-batma (Benioff) zonu
Okyanusal levha
Yığışım
prizması
1927, Wadati-Benioff zone
Magmatik yay
Önülke
kraton
Levhaların buluştuğu yerde
arada sıkışan malzeme dağları oluşturur
Yükselmiş bölge:
Avrasya levhası
ZagrosHimalaya
dağ kuşağı
Kıta-kıta çarpışması
continent (konverjan)
Arap
yarımadası
hindistan
ARAP
LEVHASI
Hint Levhası
AFRiKA LEVHASI
Hint ve Arap
levhalarınınnın Asya ile
çarpışması
“zaman-transgresyon”
(doğuya doğru genleşir)
Konverjan levha sınırı
Çok sayıda volkanın bulunduğu Ateş çemberi Pasifik dalma-batma
kuşağının ana hatlarını gösterir.
Konverjan levha sınırı
Okyanus kıta karşılaşması
And dağları
St. Helens volkanı
Konverjan levha sınırı
Okyanus okyanus karşılaşması
Fuji vokanik dağı
Okyanus kıta yaklaşımı
Okyanus okyanus yaklaşımı
Unimak adası
And dağları
Konverjan levha sınırı
Kıta Kıta Çarpışması
Everest Dağı
Transform levha sınırı
San Andreas Fayı
Transform levha sınırı
Yer kabuğunun levhaları
Sıcak noktalar (Hot Spots)
Tuzo Wilson –
1963
Sıcak
noktaların
Manto
Hörgücü
ile oluşum
modeli
Denizaltı dağları nasıl büyür?
Yandan görünüş
Üstten görünüş
Manto sıcak noktaları
• Tuzo Wilson – 1963
– Litosfer manto içindeki
sabit sıcak nokta
üzerinde hareket eder.
– levhaların altında
küçük, uzun süreli, çok
sıcak bölgeler bulunur.
Bu sıcak noktalar
sürekli bir volkanın ısı
enerji kaynağını
sağlar.
Dünya’daki sıcak noktalar
Sıcak noktalar denizaltı dağlarını
oluşturur
50,000’den fazla Denizaltı dağları
(Seamounts)
Bir denizaltı dağı nasıl büyür?
kıta kabuğunun evrimi (riftleşme)
• Sıcak
noktalar (hotspot) yer
kıta kabuğunun incelmesine
neden olur.
• İncelen kıta kabuğu yarılır
ve magma bu yarılan yerden
yeryüzüne yayılmaya başlar.
• ikiye ayrılan kıta
kabuğundan çıkan magma
malzemesi okyanusal kabuğu
oluşturmaya başlar
sıcak noktanın evrimi (riftleşme)
Aktif Rift
Allokojen
Manto hörgücü
kıtasal parçalanmanın iik evresi ve okyanus oluşumu
(pasif kıta kenarları)
kızıldeniz gelecekte okyanus olacak.
KIZILDENİZ
diverjan (uzaklaşan) levhalar
Kıtasal levhaların ayrılmasıyla
okyanusal kabuk oluşur.
Böylece okyanuslar da genişler
kıtalar birbirine doğru
yaklaşırken birinin diğerinin
altına dalması sonucu
volkanlar ve ada yayları
oluşur
Dalma-Batma sonucu volkanlar oluşur
Bir volkanın yapısı
ABD pasifik kıyısının volkanları
St. Helens volkanik dağının 1980’de
püskürmesi
St. Helens volkanik dağının 1980’de püskürmesi
Püskürme sonrası uydu resmi
Hint okyanusunda Sunda boğazında Anak Krakatau (Endonezya)
volkanı ; Ikonos Satellite uydusu, 11 Haziran, 2005
dünya deprem kuşakları
TÜRKİYE
ENDONEZYA
Alpine-Himalayan orogeny
Türkiye levha hareketleri
Avrasya Sabit
Anadolu
Arabistan
20 mm/yıl
Afrika
McClusky vd. 2000