Slayt 1 - SABİS - Sakarya Üniversitesi

JEOLOJİ
İNM 104 Jeoloji (3+0)
Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü
Dersin Koordinatörü
Doç. Dr. Ertan BOL
Geoteknik Ana Bilim Dalı
Dersi Verenler
Yrd.Doç.Dr. Şefik RAMAZANOĞLU (A)
Jeofizik Mühendisliği Bölümü
M1 Binası 3. Kat, Oda 1321, [email protected]
Prof. Dr. Murat UTKUCU (B)
Jeofizik Mühendisliği Bölümü
M1 Binası 3. Kat, Oda 1307, [email protected]
DERS
DEĞERLENDİRME
Çalışmaların Başarıya Etkisi
Yıl İçi Çalışma
% 60
Yıl Sonu Sınavı
% 40
Yıl İçi Çalışma
Yıl İçi
Çalışmanın
Başarıya Etkisi
Adet
Oran
Ara Sınav
1
50
Kısa Sınav
2
(2x20) 40
Ödev
1
10
Toplam
4
100
% 60
Yıl Sonu Sınavı
% 40
NOTLAR
•
Geçme notu: Başarı alt sınırı 50’ dir
•
Ders Çarşamba günleri
–
I. Öğretim (A) =08:00-11:00 arasında 4207 nolu sınıfta
(B) =08:00-11:00 arasında 4208 nolu sınıfta
yapılacaktır,
– II. Öğretim (A) =17:00-20:00 arasında 3011 nolu sınıfta
(B) =17:00-20:00 arasında 3004 nolu sınıfta
yapılacaktır,
•
Ders notları SABİS’ e yüklenecektir,
•
Derse geç kalan sınıfa girmek için ara verilmesini bekler,
•
Ödevler belirlenen gün ve saatte teslim edilecektir, gecikmiş
ödev alınmayacaktır,
•
Kısa sınavlar 14 hafta içinde herhangi bir günde yapılacaktır,
DUYURULAR
• İnş. Müh. İlan Panosu,
• M 3 Blok İlan Panosu,
Dersin
Amacı
Yer bilimlerinin temel kavramlarını inşaat
mühendisliği temel perspektifinde aktarmak
Dersin Öğrenme Çıktıları
1) Uygulama projelerinin çoğunda direkt olarak yeryüzüne müdahalede bulunan
inşaat mühendisinin yer bilimleriyle ilgili temel kavramları öğrenmesi
2) Yer bilimleriyle ilgili temel kavramları inşaat mühendislik projelerinde
uygulanabilirliğini tartışarak kazandırmak
3) Magmatik, Metamorfik ve Tortul Kültelerin oluşumunu ve özelliklerini kavramak
4) Yapı yeri seçiminde minerolojik, litolojik, mühendislik jeolojisi ve tektonik
bakımdan dikkat edilmesi gereken noktalar hakkında genel bilgi sahibi olmak
5) Jeolojik haritalar ve kesitler hakkında bilgi sahibi olmak
6) Uygulama projelerinde karşısına çıkabilecek olan heyelan riskleri ve
giderilmeleri hakkında genel bilgi sahibi olmak
7) İnşaat mühendisinin çalışma imkanı bulduğu Tünel, Baraj, Rezervuar ve yer
altı yapıları gibi alanlarda karşılaşabileceği jeolojik problemler hakkında genel bilgi
sahibi olmak
DERSİN İÇERİĞİ
•
•
•
•
•
•
•
•
GİRİŞ
–
jeolojinin tanımı
–
alt disiplinleri
–
yerkabuğunun oluşumu, yerkürenin yapısı, bileşimi
–
inşaat jeolojisinin tanımı ve kolları
YERKABUĞUNU OLUŞTURAN MİNERALLER
–
mineral ve kültenin tanımı
–
mineralleri tanımada kullanılan önemli özellikleri
–
fiziksel özellikler
–
kimyasal özellikler
–
fizyolojik özellikler
MAĞMATİK KÜLTELER
TORTUL KÜLTELER
METAMORFİK KÜLTELER
KÜLTELERİN YAPISI
–
birincil yapılar
–
ikincil yapılar
EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ
–
Evren ve Evren’i oluşturan birimler
–
Güneş ve Güneş lekeleri
–
Güneş Sistemi
YERKÜRE
–
Atmosfer
–
Yerküre’nin yapısı ve katmanları
DERSİN İÇERİĞİ
•
•
•
•
•
•
•
•
JEOMANYETİZMA
–
Yer manyetik alanı ve özellikleri
–
Yer manyetik alanının zamana bağlı değişimleri
LEVHA TEKTONİĞİ
–
Kıta Sürüklenme Hipotezi
–
Deniz Dibi Yayılımı
–
Levhalar ve levha sınırlarının tür ve özellikleri
DEPREMLER
–
Deprem ve deprem dalgaları
–
Depremlerde magnitüd, şiddet ve enerji
JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ
–
Sismik kırılma yöntemiyle zemin etüdü
–
Elektrik özdirenç yöntemiyle sığ etüdler
–
GPR Radar yöntemiyle
HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI
–
Topoğrafik haritalar
–
jeolojik haritalar
KİTLE HAREKETLERİ VE ŞEVLERİN DURAYLILIĞI
TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI
ÖZEL KONULAR
–
baraj ve reservuar jeolojisi
–
yeraltısuyu jeolojisi
–
tünel jeolojisi ve yer altı yapıları
Hafta
JEOLOJİ DERSİ (İNM212) HAFTALIK DERS PLANI
Der Tarih
Konu (A Grubu)
Konu (B Grubu)
s
1
1
GİRİŞ-YERKABUĞUNU
MİNERALLER
OLUŞTURAN
2
2
MAĞMATİK ve TORTUL KÜLTELER
YERKÜRE-JEOMANYETİZMA
3
3
METAMORFİK KÜLTELER
LEVHA TEKTONİĞİ-DEPREMLER
4
4
KÜLTELERİN YAPISI
JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ
5
5
EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ
YERKABUĞUNU
MİNERALLER
6
6
YERKÜRE-JEOMANYETİZMA
MAĞMATİK ve TORTUL KÜLTELER
7
7
LEVHA TEKTONİĞİ-DEPREMLER
METAMORFİK KÜLTELER
8
8
JEOFİZİK ARAMA YÖNTEMLERİ
KÜLTELERİN YAPISI
9
9
Yıl İçi Sınavları
Yıl İçi Sınavları
10
10
HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-1
HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-1
11
11
HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-2
HARİTALAR VE KESİT ÇIKARIMI-2
12
12
KİTLE
HAREKETLERİ
DURAYLILIĞI
KİTLE HAREKETLERİ VE ŞEVLERİN
DURAYLILIĞI
13
13
TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI
TAŞOCAKLARI VE YAPI TAŞLARI
14
14
ÖZEL KONULAR-Barajlar, Tüneller, Yeraltısuyu
ÖZEL KONULAR-Barajlar,
Yeraltısuyu
VE
ŞEVLERİN
GİRİŞ-EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ
OLUŞTURAN
Tüneller,
KAYNAKLAR
•
•
•
•
•
Yüzer, E., Vardar, M., Erdoğan, M., Eriş, İ., Eyüboğlu, R.,
Özgül, A., Mahmutoğlu, Y., Bayraktar, H. ve Yalçın, T. İnşaat,
Şehircilik, Çevre JEOLOJİSİ, Yurt Madenciliği Geliştirme
Vakfı, Mart 1991, İstanbul.
Ketin, İ. GENEL JEOLOJİ, Cilt 1, Yerbilimlerine Giriş, İ.T.Ü.
Matbaası, 1977, Gümüşsuyu, İstanbul.
Güleç, K. MÜHENDİSLİKTE JEOLOJİ, Matbaa Teknisyenleri
Basımevi, 1980, İstanbul.
Tarhan, F. MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ PRENSİPLERİ,
K.T.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, 1989, Trabzon.
Erguvanlı, K. MÜHENDİSLİK JEOLOJİSİ, Seç Yayın
Dağıtım, 1994, İstanbul.
Geoteknik Ana Bilim Dalı
Geoteknik: Zemin/kaya mekaniği ve temel mühendisliğini
içeren kapsamlı bir bilim dalı.
Görünürde iyi olan zeminin bir yük atında
sıkışabilecek kil, kumlu zemin veya diğer
çeşit zemini üzerlemediğinden emin olmak
amacıyla değişik katmanları bulmak için çok
sayıda deneme kuyusu aç. Deneme
kuyularının açılmadığı durumlarda altı veya
sekiz ft (1.8-2.5 m) uzunluğundaki kereste
doğraması ile toprağa vur; eğer ses kuru
hafif ve zemin direnç gösteriyorsa toprak
sağlamdır fakat, ağır ses ve zayıf direnç ise
işe yaramaz temeli ifade eder.
Bir Fransız mühendisi olan Bullet’ in 1691 yılında yazdığı pratik tasarım ve inşaat
rehberi anlamına gelen L’Architecture Pratique’ den alınmıştır (Heyman, 1972’ den)
Geoteknik Mühendisliği Çalışma Alanları
Doğal yamaç ve yarmada duraylılığın kontrolu
Barajlarda ve atık depolarında duraylılık ve baraj temelinin kontrolü,
sızdırmazlık
Yapıdan gelen yüklerin üzerine oturduğu zemin tarafından karşılanıp
karşılanamayacağı
Açık veya kapalı olarak yapılan kazılarda duraylılık ve gerilme problemlerinin
önceden tahmini
Ulaşım veya bir yapının temelini oluşturan dolgunun özellikleri
Denizde oluşturulacak petrol kulesinin oturacağı deniz tabanının özellikleri
Yanal yüke maruz dayanma duvarı ve palplanşlarda duraylılık ve deformasyon
1. GİRİŞ
•
Jeolojinin Tanımı:
Yerbilim anlamına gelen Jeoloji, yunanca “Geo:yer” ve
“Logos:bilim” sözlerinden alınmıştır. Dilimize
Fransızcadaki okunuş şekli ile geçmiştir.
Jeoloji, geniş anlamda yerküresinin güneş sistemi içindeki
konumundan, fiziksel özelliği ve kimyasal bileşiminden,
iç ve dış kuvvetler etkisi ile uğradığı değişikliklerden söz
eder.
Jeoloji, dar anlamda bütün yeryuvarının değil, özellikle
ortalama kalınlığı 35 km olan yerkabuğundan söz eder.
Yeryuvarının bilimsel olarak incelenmesi ve araştırılması
dar anlamda jeoloji, geniş anlamda jeoloji bilimleri veya
yerbilimleri olarak bilinmelidir.
JEOLOJİNİN ALT DİSİPLİNLERİ
Jeolojinin kapsadığı geniş ve çeşitli konular
bulunmaktadır. Bunlar;
– Genel Jeoloji
– Mineroloji, Petrografi ve Maden
yatakları
– Yapısal Jeoloji ve Tektonik
– Tarihsel jeoloji ve Stratigrafi
– Paleontoloji
– Uygulamalı Jeoloji
• Ekonomik Jeoloji
• Mühendislik Jeolojisi
1. GENEL JEOLOJİ
•
•
•
İç ve dış kuvvetlerin etkisi ile yerkabuğunda ve yeryüzünde
görülen olayları ve bunları oluşturan nedenleri konu alan geniş
bir daldır.
Yeryüzü; rüzgar,yağmur, akarsu, dalga buzul, hayvan ve
bitkilerin etkileri ile 4.6 milyar yıldır değişmektedir.
Bu değişmede denizler kara, karalar ise deniz olur, denizler
düzleşir, düzlükler yükselir, eski kütleler başkalaşıma
(metamorfizma) uğrar ve yeni tip taşlar oluşur.
2. MİNEROLOJİPETROGRAFİ
• Jeolojinin bu alt dalı yerkabuğunu
meydana getiren çeşitli külte ve
minerallerin oluşlarından,
sınıflandırılmalarından,
taşlaşmalarından ve her türlü
özelliğinden söz etmektedir.
3. YAPISAL JEOLOJİ VE TEKTONİK
Yerkabuğunun hareketlerinden,
deformasyonlarından, mimari
yapısından, kültelerin
geometrisinden, birincil ve ikincil
yapılarından, şekil
değiştirmelerinden söz eder.
4. TARİHSEL JEOLOJİ VE STRATİGRAFİ
Tortul kütleleri, oluş zamanlarını dikkate alarak sistematik
bir şekilde inceleyen alt daldır. Doğal durumda ilk halleri
değişmemiş tabakalarla, çeşitli nedenlerle oluş sıraları
değişmiş tabakaları, oluştukları sıraya koyarak inceleyen
bir bilim dalıdır.
5. PALEONTOLOJİ
• Eski jeolojik devirlerde yaşamış
hayvan ve bitkilerin hayat ve
gelişimlerini ve tortul kütleler
içinde yayılışını inceleyen bir alt
daldır.
6. UYGULAMALI JEOLOJİ
• Jeolojik bilgi ve verilerin çeşitli mühendislik
işlerinde uygulamasıdır.
– A. Ekonomik Jeoloji
• a) Maden Jeolojisi
• b) Petrol Jeolojisi
• c) Kömür ve Tuz Jeolojisi
– B. Mühendislik Jeolojisi
•
•
•
•
•
a) İnşaat Jeolojisi (Baraj, Tünel, Temel, Heyelan)
b) Doğal Malzeme Jeolojisi
c) Kent ve Çevre Jeolojisi
d) Kaya Mekaniği
e) Yer altı Suları
Jeolojik Zaman Çizelgesi
Dünyanın Yaşı 4.67 milyar yıl olarak tahmin
ediliyor
Kuvaterner: Son 3 milyon yıl. Kuvaterner’in
son 10000 yılı Holosen, ondan öncesi de
Pleyistosen olarak adlandırılır.
Toprakların çoğu Kuvaterner’de oluşmuştur.
Pliyosen 4.5 milyon yıldan yaşlı zeminleri
içerir ki bu yerlerTürkiye’nin genellikle iyi
temel zeminini oluşturmaktadır.
Jeolojik Zaman Ölçeği
JEOLOJİK ZAMAN ÇİZELGESİ İLE İLGİLİ
BİLİNMESİ GEREKENLER
•
YER TARİHİ, PALEOZOYİK-MESOZOYİK-SENOZOYİK OLARAK 3
ZAMANA AYRILMIŞTIR.
•
HER BİR DEVİR VE ALT BÖLÜMLER (DEVRE, ÇAĞ, KAT) FARKLI
RENKLERLE TEMSİL EDİLİR VE JEOLOJİ HARİTALARINDA BU
STANDART RENKLER KULLANILIR.
•
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ İÇİN KUVATERNER DEVRİ ÖZEL BİR ÖNEME
SAHİPTİR. BU DEVRİN SİMGESİ Q, VE RENGİ GRİDİR.
KAZI KLASLARI (Kazılabilirlik Sınıfları)
•
Zeminler kazı güçlüğü bakımından dört kısma ayrılır. Bunlar toprak
zeminler, küskülük zeminler, kaya zeminler ve balçık zeminlerdir.
•
1. Toprak zeminler
•
Yumuşak toprak: Bel küreği ve kürekle kazılabilen gevşek toprak,
bitkisel toprak, gevşek kum ve benzeri zeminlerdir.
•
Sert toprak: Kazmanın yassı ve ara sıra sivri ucu ile kazılan kumlu kil,
gevşek kil, killi kum, çakıllı zeminlerdir.
devam
•
2. Küskülük zeminler
•
Yumuşak küskülük: Kazmanın sivri ucu ve ara sıra küskü, kama veya
tokmak ile kazılan sert kil, yumuşak marn, parçalanıp el ile atılabilen 0.100
m³'e kadar büyüklükteki her cins blok, kazı güçlüğü benzerliğinden dolayı
çamur ve benzeri zeminlerdir.
•
Sert küskülük: Kazmanın sivri ucu, küskü, kama, tokmak ve kırıcı
tabanca ile kazılan çatlamış kaya, şist, taşlanmış marn, taşlaşmış kil 0.1000.400 m³ büyüklükte, parçalanıp el ile atılabilen her cins blok ve benzeri
zeminlerdir.
devam
•
3. Kaya zeminler
•
Yumuşak kaya: Küskü, kırıcı tabanca veya patlayıcı madde
kullanılarak kazılan tabaklaşmış kalker, marnlı kalker, şist, gre, gevşek
konglomera, alçı taşı volkanik tüfler (bazalt tüfleri hariç) 0.400 m³’den büyük
aynı cins bloklar ve benzeri zeminlerdir.
•
Sert kaya: Patlayıcı madde kullanılarak atılan, kırıcı tabanca ile
parçalanıp sökülen kalın tabaka ve kitle halinde sert gre, kesif kalker,
andezit, trakit, betonlaşmış konglomera, bazalt tüfleri, mermer, 0.400 m³
den büyük aynı cins bloklar ve benzeri zeminlerdir.
devam
•
Çok sert kaya: Fazla miktarda patlayıcı madde kullanarak atılan, kırıcı
tabanca ile parçalanıp sökülen bazalt, porfir, kuvarst 0.400 m³ den büyük
aynı cins bloklar ve benzer zeminlerdir.
•
4. Batak ve balçık zeminler
•
Su muhtevası yüksek olan ve bu suyu kolay bırakmayan, yapışkan
nitelikteki zeminlerdir.
NOT: BU DERS KAPSAMINDA KAZI KLASI SAYISININ 4 OLDUĞUNUN
BİLİNMESİ YETERLİDİR
•
2011 yılı kazı birim fiyatları
• Toprak kazısı
3,58 TL/m3
(projelendirme bu fiyata göre yapılmış)
• Sert kayada serbest kazı
24,29 TL/m3
• Sert kayada dar-derin kazı 31,10 TL/m3
• FARK 177.841,04 TL olmuştur.
JEOFİZİK
 Jeofizik katı yerin, okyanusların ve atmosferin fiziğini inceleyen bilim
dalıdır. Bir başka ifadeyle jeofizik, fiziğin ilkelerinin Yerküre’nin
incelenmesine uygulanması demektir.
 Tarihi mıknatıstan pusula yapılmasına kadar uzanan jeofizik
biliminin esas şekillendiği yıllar 1900’lerin başında sanayi
devriminin başlaması, petrol olayı, ve İkinci Dünya savaşı yılları
olmuştur.
 Kayaçların oluşumunu ve yapısını ele alan kardeş bilim
“Jeoloji”nin yanı sıra temel bilimleri oluşturan matematik, fizik ve
kimya ile çok sıkı bir ilişkisi vardır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
34

Günümüzde jeofiziğin inceleme alanına giren belli başlı konular:
1. Sismoloji (Depremlerin ve yer içinde yayılan elastik dalgaların
incelenmesi),
2. Yerküre’nin manyetizması (jeomagnetizm),
3. Yerküre’nin termal (ısısal) özellikleri (jeotermik),
4. Jeodezi ve uzaktan algılama,
5. Gravite (yer çekimi ve özellikleri),
6. Yerküre’nin elektrik ve elektromanyetik özellikleri,
7. Yerküre’nin, denizlerin ve atmosferin radyoaktivitesi, kozmik
ışıklar,
8. Atmosferik elektiriksellik,
9. Meteoroloji
10. Uzay ve evren; diğer gezegenlerin veya yıldızların
atmosferlerinin, manyetosferlerinin, iç yapılarının ve yüzey
yapılarının incelenmesi,
16.02.2016
Murat UTKUCU
35
2. EVREN ve GÜNEŞ SİSTEMİ
2.1. Evren
 Boyutları kesin olarak bilinmeyen, uzaklıkların ışık yılları ile ölçüldüğü
(1 ışık yılı-IY ≈10^13 km), var olduğu düşünülen maddenin ve
enerjinin
tümünü
içeren
fiziksel
sistem
“evren”
olarak
adlandırılmaktadır.
 Evrenin bir ucundan diğerine 93 milyar IY kadar olduğu tahmin
edilmektedir.
 Evrenin uzaklık boyutları zaman boyutu ile karışmaktadır.
 Gökadalar bizden ne kadar uzak olursa olsun hızları bizden
uzaklaşacak yönde ve daha büyüktür.
 Astronomik gözlemler evrenin yaşının 13.7±0.2 milyar yıl olduğuna
işaret etmektedir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
36
Big Bang
• Rooted in the Laws of Physics.
• Started as a rapid cascade of events.
– Protons and neutrons formed within 1 second.
– Hydrogen atoms formed within 3 minutes.
– Hydrogen fused to form new light elements
(He, Be, Li, B) via big bang nucleosynthesis.
– The Universe continued to…
• Expand.
• Cool.
• Decrease in density.
The Modern
Universe
Earth: Portrait of a Planet, 3rd edition, by Stephen Marshak
Chapter 1: Cosmology and the Birth of Earth
Evreni oluşturan birimler:
1. Gökadalar (galaxy)
2. Gaz-toz bulutları (nebula)
3. Yıldızlar
4. Gezegenler
5. Uydular
6. Kuyruklu Yıldızlar
7. Göktaşları olarak sınıflandırılabilir.
Gökadalar
 Gökadalar 10^9-10^11 yıldız ve bir o kadar gaz-toz bulutu içerirler.
 Sarmal (spiral), eliptik ve düzensiz olmak üzere üç türde gözlenirler.
Günümüzde gözlenen hepsinin de dönmekte oldukları ve belli bir
merkezden uzaklaşacak biçimde hareket ettikleridir.
 Güneş sistemimiz Samanyolu gökadasının içinde yer almaktadır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
39
Şekil 2.1. Andromeda gök adası.
16.02.2016
Murat UTKUCU
40
Gaz-toz bulutları
 Termo-nükleer kaynaklı ışınım enerjisi ile kendi kendine ışık saçan,
büyük, genellikle gaz kütlesi biçiminde gök cisimleridir.
 Astrofizikçiler, yıldızların gaz-toz bulutlarından oluştuğunda hem
fikirdirler.
Yıldızlar
 Yıdızların, gaz-toz bulutlarının kütlelerinin, çekim etkisiyle çok uzun
zaman dilimi boyunca toplanması sonucu oluştuğu öne
sürülmektedir.
 Yıldızlar, tek, çift ve kümeler biçiminde bulunur.
 Yıldızların hemen hemen hepsinde en bol bulunan element “H”
olup ondan sonra “He” gelir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
41
16.02.2016
Murat UTKUCU
42
 Yüzeyi en sıcak olanlarda sıcaklık 25.000 K en soğuk olanlarda ise
3500 K’den biraz daha azdır.
 Yıldızların pek çoğunun 1-12 gezegeni onların da birkaç uydusu
vardır.
 Sadece atom çekirdeklerinden oluşan hacmi küçük, yoğunluğu yüksek
bir çok yıldız vardır. Bunlar ışığı çekip yuttuklarından kara delikler
olarak adlandırılırlar.
 Güneş sistemimize en yakın yıldız 4.25 IY uzaklıktaki Proxima
Centauri’dir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
43
Gezegenler
 Bir yıldızın etrafında dolanan ve kendisi yıldız olmayan doğal gök
cisimlerine gezegen (planet) adı verilir.
 Dar anlamıyla, Güneş Sistemi içinde, Güneş’in doğrudan uydusu olan
ve IAU tarafından bu tanıma uygun bulunmuş 8 gök cismini
belirlemede kullanılır.
 IAU’nun 24 Ağustos 2006 tarihindeki toplantısında “Cüce gezegen
(dwarf planet)” ismiyle yeni bir gökcismi sınıfı tanımlanmıştır. Bu
tanım, şu an yalnızca Güneş sistemi için geçerlidir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
44
 Bir gezegen
1. Sabit bir şekle sahip olmasına engel olabilecek güçleri alt
edebilecek yeterlilikte bir kütle çekimine sahip sahiptir.
2. Yörüngesinin çevresindeki civarı temizlemiş olmalıdır.
3. Bir gezegenin veya başka bir yıldız harici cismin uydusu
durumunda bulunmamalıdır.
 Gezegen tanımını cüce gezegen tanımından ayıran nokta, cüce
gezegenlerin yörüngesinin civarını temizlememiş olmasıdır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
45
 Plüton, yeni kabul edilen "Güneş’in etrafında dönen, yuvarlak şekil
alacak kadar kütle çekime sahip, yörüngesinde kendi bağımsız
ekosistemini sürdürebilen göktaşları gezegendir" şeklindeki gezegen
tanımına uymadığı için IAU, 24 Ağustos 2006 tarihinde Prag'da
yaptığı toplantıda Plüton'u gezegen sınıfından çıkarak “Cüce
Gezegen" sınıfına koymuştur. Çünkü:
 Kuiper kuşağının varlığı, Plüton’un
temizlememiş olduğunu göstermektedir.
yörüngesinin
civarını
 Plüton'un yörüngesi Neptün’ün yörünge düzlemi ile kesişmektedir.
 Kuiper kuşağı Neptün gezegeninin yörüngesi ile Plüton gezegeninden daha
uzakta kalan gezegenimsilerin var olduğu bilinen alandır. Edgeworth-Kuiper
Kuşağı adıyla da anılmaktadır. Hawaii'deki gökbilimciler 1992 yılında bu
bölgede sayıları 1000'i bulan buzlu cisimlerin ilkini keşfetmişlerdir. Bu
cisimlerin bir bölümü çok yığışık olup, çapları da yüzlerce kilometreyi
bulabilmektedir
16.02.2016
Murat UTKUCU
46
Kuyruklu Yıldızlar
 Donmuş gaz ve toz karışımından oluşan, düzensiz şekilli ve
yüksek derecede eliptik yörüngelere sahip gök cisimleridir.
 Yörüngelerinin eliptikliği fazladır.
 Güneş etrafındaki yörünge periyotları 3 yıl ile milyonlarca yıl
arasında değişmesine rağmen %70’inin dönme peryodu 100
yıldan azdır.
 Çekirdek, baş ve kuyruk olmak üzere üç ana bölümden oluşurlar.
 Çekirdek (Nucleus): Gaz ve buzumsu materyal içine
gömülmüş kaya veya kay parçalarından oluşur. Çapının 1-10
km arasında değiştiğine inanılır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
47
 Baş (Coma): Çekirdeğin etrafını çevreleyen gaz bulutudur. Bazı
kuyruklu yıldızlarda baş kısmı da 3 milyon km çapında bir H gazı
bulutu ile çevrilmiştir.
 Kuyruk (Tail): Güneşe yaklaştığında çekirdek veya baş kısmında
eriyen buzumsu materyallerin buharlaşması ve güneş ışığında
yansıması sonucu kuyrukları görülür hale gelir.
• Güneş rüzgarları kuyruğun Güneş’den uzaklaşacak şekilde
yönlenmesine neden olur.
• 1843 yılında Büyük Kuyruklu Yıldız’ın kuyruğunun Güneş’e en
yakın anında 475 milyon km’ye kadar ulaştığı tahmin
edilmektedir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
48
16.02.2016
Murat UTKUCU
49
Göktaşları (Meteorlar)
 Güneş’in etrafında dönen veya gezegenler arası uzayda gezinen,
kimi zaman Yer atmosferine giren ve hatta yeryüzüne ulaşıp
çarpan ve astroid veya kuyruklu yıldız olamayacak kadar küçük
cisimlere Meteoroid adı verilir.
 Tamamen buharlaşmadan yeryüzüne ulaşanlara Meteorite adı
verilir.
Meteorite
16.02.2016
Murat UTKUCU
50
Güneş
 Parlaklık ve büyüklük bakımından G2 türü bir yıldızdır.
Galaksimizdeki sayısı 100 milyardan fazla olan yıldızdan biridir.
 Güneş’in çapı yaklaşık 10^9 yerküre çapına (1390000 km), hacmi 1.3
milyon yer hacmine ve kütlesi 333440 yer kütlesine eşittir. Yoğunluğu
1.410 kg/m3
 Güneş sistemimizdeki toplam kütlesinin %99.8’ini oluşturur. Geri
kalanın da çoğu da Jupiter’e aittir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
51
 Güneş, parlaklık
ve büyüklük
bakımından G2
türü bir yıldızdır.
Kimyasal bileşim:
Hidrojen 92.1%
Helyum 7.8%
Doğal elementler: 0.1%
16.02.2016
Murat UTKUCU
52
• Güneş ve gezegenlerinin boyutlarının ölçekli karşılaştırılması.
16.02.2016
Murat UTKUCU
53
 Yüzeyindeki sıcaklık
6000 K’dir. İç
bölgelerinde sıcaklık
daha yüksektir ve her
madde gaz ya da iyon
halindedir.
Çekirdeğinde sıcaklık
14-15 milyon K’dir
 Merkez ve merkeze yakın bölgelerinde, çok yüksek sıcaklık ve
basıncın etkisiyle iç yapısı gaz halinden farklı bir cins sıvı
(plazma) ile özelliği gösterebilir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
54
 Güneş’in çekirdeğinde
H+→ He++ dönüşümü
olur, bu arada % 0.7
oranında kütle kaybı
(E=mc2) enerji
biçiminde ortaya çıkar
ve elektromanyetik
akıntılarla
(radyasyonla)
konveksiyon
katmanına,
konveksiyon ile
fotosfere ulaşır ve
radyasyon ile
fotosferden yayılır.
– Güneş, komşu yıldızlarla birlikte Samanyolu gökadası’nın
merkezi etrafında 220 km/sn hızla dolaşmaktadır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
55
 Güneş’in hayat
devinimi.
 Güneş’in yıldız olarak ömrü 10^10 yıl olup şimdilerde bu ömrün
yarısındadır. 5x10^9 yıl içinde güneş’teki H dönüşüm olayları
bittiğinde 3 He atomundan 1 Karbon atomu oluşacak ve
büzülecektir. Büzülme, dönme hızının artmasına ve parçalanmaya
yol açacaktır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
56
16.02.2016
Murat UTKUCU
57
Birth:
Gravitational Collapse of
Interstellar Cloud
"Hayashi Contraction" of
Protostar
Life:
Stability on Main-Sequence
Long life - energy from
nuclear reactions in the
core
(E = mc2)
Death:
Lack of fuel, instability,
variability expansion (red
giant, then white dwarf)
Thermonuclear fusion heats the inside of the star,
creating pressure that stops the collapse and producing
a long period of great stability that defines the main
sequence.
16.02.2016
Murat UTKUCU
58
Güneş’de gözlenen doğal olaylar:

Güneş’de gözlenen doğal olayların yerküre radyo haberleşmelerinde
kesiklikler, yerin manyetik alanında salınımlar, buzul dönemler ve
iklim değişiklikleri gibi birçok etkisi vardır.

Aşağıda sıralanan Güneş’teki doğa olaylardan ilk üçü fotosfer
katmanında diğer üçü de Kromosfer katmanın da gözlenir:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
16.02.2016
Güneş lekeleri (sunspots)
Meşale veya Fakuli (Faculae)
Bulgurcuklar (granules )
Filament ve Plaj (filaments ve plage)
Fışkırmalar (prominences):
Spikül (spiculaes)
Murat UTKUCU
59
Güneş Lekeleri:
 Güneş üzerinde kutup ve doğudan ekvator ve batıya doğru hareket
eden, bu hareket esnasında daralan ve genişleyen, kimi zaman
çapları 50.000 mil’e kadar ulaşan ve çevresine göre daha az parlak,
karanlık ve koyu bölgelerdir
 Genellikle güneş’in ekvatoruna yakın yerlerde 5-40 enlemleri
arasında görülürler. Birkaç saatten birkaç aya kadar sürebilirler (çoğu
11 günden az sürer).
 Güneş yüzeyi üzerinde koyu renkli bölgeler olmaları yanında geçici
yoğunlaşmış bir manyetik alana sahiptirler (Güneş ortalamasından
yaklaşık 1000 kat daha büyük).
 Bu güçlü manyetik alan çekirdekten yüzeyine doğru konveksiyon
akımları ile yükselen sıcak materyalleri ve fotosferden yükselen sıcak
gazları engelleyerek çevresine göre soğuk karanlık lekelere neden
olur.
16.02.2016
Murat UTKUCU
60
 Ancak bu soğukluk göreceli bir soğukluktur. Fotosfer üzerinde 6000
oK olan sıcaklık, güneş lekeleri üzerinde 4000 oK’dir.
 Karanlık bölge olmaları da görecelidir. Orta büyüklükteki bir güneş
lekesi
geceleyin
gökyüzüne
getirilirse
dolunay
etkisi
yapacaktır.Çekirdek’den yayılan ışınların onu çevreleyen dış
katmanlar tarafından absorbe edilmeleri, bu katman hakkında
doğrudan bilgi edinmeyi güçleştirmektedir.
 Güneş lekelerinin Güneş’ diski üzerinde ve yakından görünüşleri.
16.02.2016
Murat UTKUCU
61
16.02.2016
Murat UTKUCU
62
Kuzey Yarıküre
Güney yarıküre
 Güneş lekeleri iki kuşak halinde (5-40
derece enlemleri arasında) ekvatora
simetrik ve paralel halde oluşurlar.
 Sıklıkla ters manyetik kutuplu ve dönme
yönüne paralel çiftler halinde görünürler. Bu
polarite yarıküreye ve solar döngüye göre
değişir. Her döngü değişiminde kutuplar
değişir.
 Günel lekesi
16.02.2016
eğimlidirler.
gurupları
ekvatora
göre
Murat UTKUCU
63
• At the beginning of their 11 year cycle, sunspots form far from the
Sun's equator (about halfway between the pole and the equator).
Throughout the cycle, each new spot or group of spots forms a little
closer to the equator, until at the end of the 11 years they are forming
very near the equator. Then the next cycle starts, and they begin
forming far from the equator again.
•
TJO News
The Theodor Jacobsen Observatory
If you plot this over a large numberNewsletter,
of years,Winter
you get
a diagram that
2006
looks like someone laid pairs of butterfly wings on eitherside of the
equator, one pair after the next—this appearance has earned them
the name "butterfly diagrams" (see Figure 3 for an example). Plotting
them this way allows astronomers to easily see trends in both location
and size of the sunspots.
16.02.2016
Kelebek diagramı !
Murat UTKUCU
64
 Güneş lekeleri manyetik alan kuvvet çizgisi halkaları yüklü tanecikleri
taşıdığından Güneş’in içerisine ve yukarısına doğru da devam
ederler.
 Tipik olarak bir kaç gün devam ederler. Ancak saatler ve bir kaç ay
devam edenleri de vardır.
 Güneş lekesinin TRACE Spacecraft
tarafından ultraviyole ışık içindeki
yakından resmi (altta sağda).
16.02.2016
Murat UTKUCU
65
 Güneş katı bir küre olarak
dönmez. Ekvatorda dönüşü daha
hızlıdır ve yaklaşık 25.6 gündür.
Kutuplarda ise 33.5 gündür. Bu
durum
ayrışık
rotasyon
(differential
ratotion)
olarak
adlandırılır.
 Bununla birlikte, Dünya’nın Güneş
ertrafında dönmesinden dolayı
bakış
yerimiz
değiştiğinden
ekvatordaki
görünür
dönme
zamanı 28 gündür.
 Güneş lekelerinin ve diğer bir çok
güneş
olayının
bu
ayrışık
rotasyondan nedeniyle oluştuğu
sanılmaktadır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
66
The Babcock Model
Eventually, the magnetic field lines
become so contorted and tense that the
field resets, but with the whole field
flipped…
16.02.2016
Murat UTKUCU
67
Explains Sunspot Pair Polarity being
Above
Below
theitsSolar
Because theOpposite
field line is bent
aboutand
the solar
equator
direction
Equator
appears to reverse, as shown with
the black arrows below.
N
N
S
rotation
S
N
S
This model accounts for all of the observational facts, but can not explain
why it takes 11 years for the cycle.
Although the details of sunspot generation are still a matter of research, it
appears that sunspots are the visible counterparts of magnetic flux tubes in
the sun's convective zone that get "wound up" by differential rotation. If the
stress on the tubes reaches a certain limit, they curl up like a rubber band
and puncture the sun's surface. Convection is inhibited at the puncture
16.02.2016
Murat UTKUCU
points; the energy flux from the sun's
interior decreases; and with it surface
temperature.
68
 Uzun dönemli gözlemler Güneş lekelerinin ortalama sayılarının zaman
içinde 9.5-11 yıl arasında (ortalama 10.8 yıl) değişen bir peryotta
değiştiğini göstermiştir. Bu peryodik döngü 1843 yılında Heinrich
Schawabe adlı amatör Alman astronom tarafından keşfedilmiştir.
 Bilinen en kısa leke periyodu 1820-1829 yılları arasında 9 yıldır.
 Güneş lekesi sayısının uzun dönemli değişimleri de vardır. En uzun
süreli değişim 1645 ile 1715 yılları arasındaki 70 yıldır (Maunder
Minimum). Hemen hemen hiç güneş lekesi gözlenmeyen bu süreç
boyunca yerküre’de “küçük buzul devri” olarak adlandırılan olağan dışı
bir kış yaşanmıştır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
69
Dalton Minimum
Solar minimum
Solar maximum
16.02.2016
Murat UTKUCU
70
Güneş’in Yohkoh uzay aracı
tarafından alınan ve
koronada 1991’deki solar
maksimum (solda) ile
1995’deki solar minimum
(sağda) arasındaki
değişimleri gösteren X-ray
görüntüsü..
 Güneşin küresel manyetik alanının tüm yapısı 11 yıllık devinimlerle
değişir. Her 11 yılda Güneş, az sayıda ve küçük güneş lekeleri,
fışkırmalar (prominences) ve alevlerinin olduğu bir dönemden geçer
ki solar minimum olarak adlandırılır. Yine her 11 yılda çok sayıda ve
büyük güneş lekeleri, fışkırmalar (prominences) ve alevlerinin olduğu
bir dönemden geçer ki solar maximum olarak adlandırılır
 11 yıldan sonra yeni devinim başlarken manyetik alan kutupları ters
döner.
 En son solar minimum 2006 yılında yaşanmıştır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
71
 Son 50 yıldır da güneş lekeleri sayısında “Modern Maksimum” olarak
bilinen uzun dönemli bir artış yaşanmaktadır. Nedeni pek bilinmeyen
bu maksimum kısmen küresel ısınmadan sorumlu tutulmaktadır.
 Güneş lekelerinin doğrudan veya dolaylı olarak yerküre’deki yaşam
üzerinde etkisi vardır.
 Lekelerine neden olan manyetik alan güneş yüzeyinden uzaya
yayılmakta ve leke çevresinde plazma olarak adlandırılan sıcak
malzeme bu manyetik alandan etkilenip güneş alevi (solar flare) denen
patlama ve fışkırmalara yola açar.
 Bu patlamalar kaynaklı enerji yüklü partiküller, X-ışınları ve magnetik
alanlar, yerküreyi manyetik fırtına veya güneş rüzgarı olarak bilinen bir
olayla bombardıman etmektedir.
Yerküre’nin manyetik alanının
koruyuculuğuna rağmen bu olay yerküreyi etkilemektedir
16.02.2016
Murat UTKUCU
72
 Güneş alevleri Güneş’in yüzeyindeki devasa patlamalardır. Sadece bir
kaç dakika içinde materyalleri milyonlar dereceye kadar ısıtırlar ve bir
milyar megaton TNT kadar bir enerjiyi serbestlerler.
 Güneş lekeleri yakınında şiddetli manyetik alanın fotosfere nüfuz ettiği
aktif bölgelerde oluşurlar.
 İstisnai olarak şiddetli güneş alevleri Koronal kitle fışkırmasına
(coronal mass ejection) neden olabilirler.
*NASA/ESA Solar and Heliospheric Observatory spacecraft
Images from SOHO*
16.02.2016
Murat UTKUCU
73
 Güneş rüzgarları Yer’in manyetosferini şekillendirir. Sıklıkla oluşan bu
rüzgarlar iletişim ve seyrüsefer aletlerinde kesintiye neden olabilir,
uydulara zarar verebilir ve hatta elektrik kesintisine neden olabilir.
Beyaz çizgiler güneş rüzgarını, pembe çizgi başlangıç şok dalgasını ve
yeşil çizgiler Yer’in koruyucu manyetosfer katmanını göstermektedir.
16.02.2016
Murat UTKUCU
74
16.02.2016
Murat UTKUCU
75
 Güneş lekelerinin fazla olduğu (solar maksimum) dönemlerde
Yerküre’de
 Manyetik aletlerin ibrelerinde dalgalanmalar
 İyonosferde görülen değişimler çok geniş bir spektrumda radyo
gürültüsü oluşturarak kısa dalga (VHF ve hatta HF)
haberleşmesinin kesilmesine veya güçleşmesine
 Kutup ışığı (güneşten bu patlamalarla kopan parçaların yerin
manyetik alanına çarpması sonucu oluşan ışıma),
 Kozmik ışın yağmuruna
 Kablolu iletişim ve enerji nakil hatlarında aşırı yüklenimlere
 İklimleri ve bir açıdan da ekonomiyi (yağış-tarım ilişkisi)
etkilemektedir.Güneş lekelerinin doğrudan veya dolaylı olarak
yerküre’deki yaşam üzerinde etkisi vardır.
 1859’da oluşan sıra dışı güçlü bir güneş alevi telgraf iletişimini kesmiş
ve çoğu yerde gözlenebilen bir kutup ışığına neden olmuştur.
16.02.2016
Murat UTKUCU
76
Third International Conference on Engineering Geophysics
15-18 November 2015, Al Ain, UAE
 Kempe et al. (1978) introduced sun-spot activity as a possible cause of
level change regarding good correlation between sunspot activity and
the level changes between 1944-1974.
 Note the deviation toward the end of the correlation period.
 1859 ve 1921 yılındaki gibi sıra dışı güçlü güneş alevleri Coronal mass
ejections-CMEs (Koronal kitle fışkırmaları) olarak adlandırılır.
 CMEs saatler süren bir zaman diliminde Güneş’ten fışkırtılan manyetik
alan kuvvvet çizgileri ile asılı devasa gaz kabarcıklarıdır.
 CME güneş rüzgar akışını karıştırır ve Yer’i bazen afetsel sonuçlarla
vuran düzensizlikler üretir.
 Çoğunlukla diğer güneş faaliyetleri ile ve özellikle de güneş alevleri
ilişkili olmalarına karşın nedensel ilişki tam çözülememiştir.
 Çoğunluğu Güneş’in yüzeyindeki sık güneş alevleri ile ilişkili güneş
leke grupları gibi aktif bölgelerden kaynaklanırlar ve hem solar
maximum ve hem de solar minimum dönemlerinde oluşurlar.
16.02.2016
Murat UTKUCU
79
 Coronal mass ejections-CMEs (Koronal kitle fışkırmaları) (kaynak:
soldaki-NASA Earth Observatory, sağdaki-TRACE, a mission of the
Stanford-Lockheed Institute for Space Research, and part of the NASA
Small Explorer program. NASA).
16.02.2016
Murat UTKUCU
80
16.02.2016
Murat UTKUCU
81
2.3. Güneş Sistemi
 Genel olarak en az bir yıldız ve
onun çekim alanı içinde dolaşan
gök cisimlerinin (gezegenler, cüce
gezegenler,
doğal
uydular,
astroidler,
kuyruklu
yıldızlar)
oluşturduğu sistemlerdir.
 Özel ad olarak bu terim Yer’in de
içinde bulunduğu, Güneş merkezli
gezegen sistemi için kullanılır.
 Güneş Sistemi, sarmal bir galaksi
olan Samanyolu’nun bir parçasıdır.
 Samanyolu'nda
yaklaşık
100
milyar üzerinde yıldız olduğu
tahmin edilmekte olup çapı
yaklaşık 100.000 ışık yılıdır.
16.02.2016
Murat UTKUCU
82
GÜNEŞ SİSTEMİ
• Güneş sistemi Güneş, dokuz gezegen, bir
çok uydu ve sayılamayacak kadar çok
asteroid ve kuyruklu yıldızlardan oluşur.
• Dünyanın güneşe uzaklığı 149,597,870 km dir
ve buna bir astronomik birim (AU) denir.
 Güneş sisteminin Samanyolu'nun merkezinden 25-28 bin ışık yılı
kadar uzaklıkta olduğu sanılmaktadır.
 Güneş sistemindeki gezegenler her zaman aynı yörünge üzerinde aynı
zaman içerisinde hareket ederler. Bunu bulan ilk kişi Johannes Kepler
(1571-1630)'dir.
 Güneş Sistemi içerisinde bilinen 8 gezegen vardır. Gezegenlerin
Güneş etrafında dönüşleri saat yönünün tersine (batıdan doğuya)’dır.
 Güneş sistemindeki gezegenler: Merkür, Venüs, Mars, Dünya, Jupiter,
Satürn, Uranüs ve Neptün’dür.
16.02.2016
Murat UTKUCU
84
GÜNEŞ SİSTEMİNİN OLUŞMASI-Nebula Teorisi
• Bu teoriye göre, Nebula adı verilen kızgın gaz kütlesi
ekseni çevresinde sarmal bir hareketle dönerken,
zamanla soğuyarak küçülmüştür. Bu dönüş etkisiyle
oluşan çekim merkezinde Güneş oluşmuştur. Gazlardan
hafif olanları Güneş tarafından çekilmiş, çekim etkisi
dışındakiler uzay boşluğuna dağılmış ağır olanlar da
Güneş’ten farklı uzaklıklarda soğuyarak gezegenleri
oluşturmuşlardır.
 Gezegenler ve bazı özellikleri.
Gezegen
Güneş’den
Uzaklık(x106
km)
Yörünge
Peryodu
Eksense
l
hareketi
(gün)
Yörünge
hızı
(km/sn)
Ekvator
Yarıçapı
(km)
Merkür
57.9
88.0 gün
58,6
47.89
2439
-
5.4
Venüs
108.2
224.7 gün
-243
35.04
6052
CO2
5.2
Yer
150.0
365.3 gün
1,00
29.79
6378
O, N
5.5
Mars
227.9
687.0 gün
1,03
24.14
3397
CO2, Ar
3.9
Astroidle
r
420.0
-
-
-
-
-
Jupiter
778.3
11.9 yıl
0,414
13.06
71490
H, He
1.3
Satürn
1427.0
29.5 yıl
0,426
29.46
60268
H, He
0.7
Uranüs
2869.6
84 yıl
84.01
25559
H, He,
Metan
1.2
Neptün
4496.6
164.8 yıl
164.79
25269
H, He,
Metan
1.7
16.02.2016
-
0,718
0,671
Murat UTKUCU
Atmosferler Yoğunluk
i
(gr/cm3)
86
16.02.2016
Murat UTKUCU
87
16.02.2016
Murat UTKUCU
88