or useful mınerals by physıcal measruments from the earth`s surface
advertisement
JEOFİZİK NEDİR ? İsminden de anlaşılacağı üzere JEOFİZİK yerin ve onun atmosferinin fiziği ile ilgilidir. Yerin oldukça düzensiz bir mıknatıs gibi davrandığını bulan Gilbert ve Newton’un yerçekimi kavramları Jeofiziğin başlangıcı olduğu söylenebilinir. Her türlü metallerin ve petrol ürünlerine aşırı gereksinim hızla artması görünmeyen yer altı yapılarının ve yataklarının saptanması ve haritalanması için sürekli artan hassasiyetli bir çok jeofizik teknik geliştirilmektedir. JEOFİZİK MÜHENDİSLERİNE NEDEN İHTİYAÇ VARDIR ? Yeni yerleşim alanlarının belirlenmesinde, şehir ve bölge planlarına esas imar projelerinde, baraj, karayolu, demiryolu, tünel, köprü, havaalanı, liman gibi mühendislik yapılarının zemin ve temel etütlerinde; Dünyada ve ülkemizde temiz su kaynaklarına olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Günümüzde olduğu gibi, gelecekte de suya olan ihtiyaç artacaktır. Yeraltı suyu kaynaklarının belirlenmesinde, yeraltı su kirliliğinin araştırılmasında; Enerjinin savaş nedeni olduğu, dünya ve ülkemizin enerji kriziyle boğuştuğu bir ortamda, jeotermal, petrol, doğalgaz, maden aramalarında; Dünyada üretim değeri 1,5 triyon ABD Doları değerinde, 10 milyar ton maden üretilmektedir. Bunun % 75‘i enerji hammaddeleri, % 10 metalik madenler, % 15‘i endüstriyel hammaddelere aittir. Başta kömür, petrol gibi enerji kaynakları ve metaller olmak üzere ekonomiye katma değer yaratacak kaynakların halkın ve kamunun hizmetine sunmak üzere; Yenilenen Türkiye Diri Fay Haritası incelendiğinde, nüfus yoğunluğunun fazla olduğu yerleşim alanlarının çoğunun diri fayların üzerinde ya da yakın çevresinde olduğu görülmektedir. Bu bölgelerdeki tüm mühendislik yapıların, projelendirildikleri alanların mühendislik sismolojisi özellikleri göz önünde bulundurularak inşa edilmesi hayati önem taşımaktadır. Ülkemizin deprem gerçeği göz önüne alınarak yasal düzenlemeler yapılmalı ve kamu kurum kuruluşlarında çalışmak üzere; Deprem ve afet tehlikesi ile karşı karşıya olan ülkemizde, yeraltının dinamik parametreleri, taşıma gücü, yeraltı suyu varlığı, yeraltı yapısı, bölgesel deprem analizi, yer kırıklıklarının hareketleri, oturma, sıvılaşma ve yer kaymalarının boyutları gibi zeminin fizikî özelliklerini belirleyen çalışmalar yönünden, Belediyeler ve İl Özel İdarelerinde; JEOFİZİK MÜHENDİSLERİNE ihtiyaç vardır. JEOFİZİĞİN İLGİ ALANLARI Maden Aramaları Petrol ve Doğal Gaz Aramaları Yeraltı Su Aramaları ve Jeotermal Kömür Aramaları Zemin Araştırmaları Çevre Sorunları Arkeolojik Araştırmalar Deniz Araştırmaları Uzaktan Algılama Yer İçi Araştırmaları (Yapısı ve Dinamiği) JEOFİZİĞİN ÇALIŞMA ALANLARI Kurumlar: Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Maden İşleri Genel Müdürlüğü, ETİMADEN İşletmeleri Genel Müdürlüğü, İller Bankası Genel Müdürlüğü, Karayolları Genel Müdürlüğü, UDH Altyapı Yatırımları Genel Müdürlüğü, Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı(TPAO), BOTAŞ, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Türk Silahlı Kuvvetleri, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı ve daha birçok kurumda; Özel Sektör: Bağımsız Araştırma Şirketleri, Zemin Etüdleri, Madencilik Sektörü, Petrol ve Doğal Gaz Sektörü, Kömür Sektörü, Yer altı Su Aramacılığı, Jeotermal, Çevre Sorunları, Hammadde Aramaları, Deniz Araştırmaları….. JEOFİZİK VE TEMEL BİLİMLER Uygulamalı bilimin çok yakında oluşturulan dallarından biri olan arama jeofiziği gerçekten fizik, kimya ve matematik gibi birçok temel disiplinden türemiştir. JEOLOJİ FİZİK MATEMATİK JEOFİZİK UYGULAMALI JEOFİZİK YER FİZİĞİ SİSMOLOJİ Uygulamalı Jeofizik Alt Konuları • Arama Jeofiziği – Jeofizik yöntemler kullanılarak maden, yeraltısuyu ve hidrokarbon gibi doğal kaynakların araştırılması • Mühendislik Jeofiziği – Jeofizik yöntemler kullanarak, yeraltındaki materyallerin (bina-zemin ilişkisi vb) araştırılması • Çevre Jeofiziği – Jeofizik yöntemler kullanarak, bölgesel olarak çevreyi etkileyen yüzeye yakın jeokimyasal hareketlerin incelenmesi. • Arkeojeofizik – Jeofizik yöntemler kullanarak gömülü arkeoloji nesnelerinin araştırılması Maden yatakların büyük bir bölümünün yüzey altında olmasından dolayı, onların saptanması çevre kayaçlarındaki farklı özelliklere sahip olmasına bağlıdır. Kayaçların elastik özelliklerindeki değişimler temeline dayalı yöntemler, petrol ve gaz ile ilişkili fay, yüzeyin birkaç kilometre altında olan yapıları saptamak için geliştirilmiştir. Yerdeki elektrik iletkenlik ve doğal akımlardaki değişimler, yere verilen yapay yapay akımlardaki sönümlenme oranı, gravite, manyetizma ve radyoaktivitedeki yerel değişimler yüzey altındaki yapıların doğası hakkında bilgi sağlar. 1. ARAMA JEOFİZİĞİ Arama Jeofiziği; yeryüzünden fiziki ölçümlerle hidrokarbonları (petrol ve gaz) veya faydalı minerallerin saklı yatakları aramanın sanatıdır. Genellikle bu ölçümler yerin içindeki kayaçların fiziki özellikleri hakkında bilgi üretirler. Uygun yorumlandığında bu bilgi ekonomik değere sahip maden yataklarını tespit etmek için kullanılabilinir. Bu amaç doğrultusunda etkili olabilmesi için, jeofizik çalışmalarda elde edilen jeofizik veriler jeolojik anlamda ifade edilmelidir. Böylece elde edilen jeolojik resmin güvenilirliği ki bazı tekniklerden öbürlerine göre daha fazladır, verinin kalitesine ve yorumda gösterilen beceriye bağlıdır. Jeofiziğin aramada ilk kullanılmasından beri, hem cihazlarda hem de yorumlama yöntemlerindeki tekniklerde sürekli bir gelişme vardır. 1.1. PETROL ENDÜSTRİSİNDE JEOFİZİK Petrol aramaları yapan ilk ekiplerin 1920 ortalarında ABD Körfez Bölgesi ve Meksika’daki tuz domlarına baktıklarında, çabaları oldukça başarılı olmuştu. Jeofizik tarafından büyük havuzlar kolayca bulunmuş kaliteli rezervlerin azalmasından dolayı daha mütevazi kaynaklara yönelinmiştir. Petrol aramak son derece zor, zahmetli ve masraflı bir iştir. Yatırımların karşılanmama riski çok yüksektir. Arama ve saha geliştirme aşamasında en fazla görev jeolog ve jeofizikçilere düşmektedir. Bugün petrol şirketlerinde en çok tercih edilen kişiler yarı jeofizikçi-yarı jeolog olan kişilerdir. Jeolojik çalışmalar jeoloji harita alımı, stratigrafi kesitlerinin ölçülmesi, yapısal ve tektonik araştırmalar, fasiyes araştırmaları, porozite ve permeabilite tayini, organik jeokimya, yeraltı haritalarının yapılması gibi saha ve laboratuar araştırmalarını içerir. Magnetik, gravite ve sismik gibi jeofizik araştırmalar ise arama, sondaj ve saha geliştirme esnasında kullanılırlar. Petrol aramacılığında kullanılan çok sayıda jeofizik yöntem olmakla birlikte bunlardan en önemli üç tanesi: 1- MANYETİK 2- GRAVİTE 3- SİSMİK 1.2. MADEN ARAMALARINDA JEOFİZİK Cevher yatakların bulunmasında kullanılan Jeofizik yöntemlerin tarihi 1640 yılına dayanır. Bu tarihte İsveç’te demir madeni aranmalarında pusula kullanıldığına ilişkin kayıtlar mevcuttur. SIP (Spectral Induced Polarization), CSAMT (Controlled Source Audio frequency Magnetotelluries), TEM (Transient Elektromagnetics). UTEM (University of Toronto tarafından geliştirilmiş Electromagnetics), VLF (Very Low Frequency) VHP (Very High Frequency), Mikrogravite gibi teknikler, hem daha derinlerden, hem de daha küçük fiziksel farklılıklardan kaynaklanan anomalileri algılayabilme amacıyla geliştirilmiş sistemlerdir (Young ve Bullock, 1986). Örneğin iletken bir örtüye sahip yatakların algılanabilmesinde geleneksel İP ve EM tekniklerinin etkin olamaması nedeniyle SIP ve TEM yöntemleri geliştirilmiştir, UTEM oldukça derin yatakların saptanmasında başarılı olmuştur. Tasmania'daki (Avustralya) 130 m, kalınlıkta bir volkanik örtünün altındaki Hellyer masif sülfid (Pb-Zn-Ag-Au) yatağı 1983'te UTEM anomalisi sayesinde bulunmuştur (Eadie ve Silie, 1984: Mclaurin, 1991). Altın aramalarında büyük kırık zonlarının tanınması amacıyla VLF ve VLH teknikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Jeofizik yöntemler sadece yataktan kaynaklanan sözgelişi bir iletken anomalisi bulmak için değil, jeoloji sorunlarının çözümü için kullanılmaktadır. Örneğin 1981 de Japonya'da bulunan dünya çapında büyük Hishikari epitermal Au yatağında düşey elektrik sondajı (VES) derinliğe bağlı olarak rezistivite yapılarının belirlenmesinde etkin biçimde kullanılmıştır. Sığ derinliklerdeki düşük rezistiviteli zon (3 – 7 ohm.m) model alınan yatağın (Kushikino Mine) üst kesimindeki hidrotermal olarak, altere olmuş zonla onun altındaki yüksek rezistiviteli zon (>100 ohm.m) ise cevherleşmenin oluşumu için ısı kaynağı olan sokulum kayalarıyla (temeldeki yükselimle) ilişkilendirilmiştir. Böylece bu iki zon arasında, model yataklarındaki gibi altınca zengin bir kesitin yeralabileceği sonucuna varılmıştır (MMAJ,1987). 2. MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ Zeminler yerkabuğundaki kayaçların fiziksel ve kimyasal ayrışmaları/bozunmalarının ürünlerini içerirler. Mühendislik tasarımının bir parçası olarak bir zemin yada yapıyeri incelemesi, önerilen inşaat ile doğal çevrenin etkileşiminin değerlendirilmesi amacıyla temel veriyi sağlamak için yapılmaktadır. Mühendislik Jeofiziği çalışmaları da yerkürenin doğal ya da yapay yolla üretilen alanlarının incelemesini kapsamaktadır. Mühendislik jeofiziği,mühendislik sorunlarının çözümüne yönelik jeofizik mühendisliği uygulamaları olarak da tanımlanabilir. Statik ve dinamik yükler altında zeminlerin davranışının incelenmesi, yapı (bina, köprü, viyadük,baraj, nükleer santral vb) üretimi sürecinde oldukça önemli bir yere sahiptir. Özellikle deprem gibi dinamik yükler altında bu davranışın ortaya konması, bu süreçte görev alan ve bizzat bu sürecin pratiğinde yer alan jeofizik mühendislerinin önemli ödevlerinden birini oluşturmaktadır. 17 Ağustos 1999 Gölcük depreminden sonra jeofizik mühendisleri yapılaşma sürecinin önemli öznelerini oluşturmaktadırlar. Bilindiği gibi, Zeminler, gezegenimiz Yerküre ile kıyaslandığında oldukça küçük bir bölüm oluşturmasına karşın, sağlıklı ve güvenli yapılaşma açısından yaşamımıza etkileriyle bakıldığında çok büyük bir öneme sahiptir (Gündoğdu ve Özçep, 2003). İnşaat mühendisliği ve çevre sorunlarına yönelik yapılan Çalışmalarda klasik olarak ölçülen fiziksel parametreler; gravite ve magnetik alanları, elektrik iletkenliğini, elastik özellikleri, elektromagnetik dalganın polorize olabilirliğini ve doğal radyasyon ölçülmesini kapsamaktadır. Bu ölçümlerden, yer yüzeyine yakın kesimlerdeki malzemenin permeabilitesi, porozitesi, kimyasal oluşumu, stratigrafi, jeolojik yapı ve çeşitli diğer özelliklerinin elde edilmesinde yararlanılmaktadır. Zemin ya da yapıyeri araştırmalarında kullanılan çeşitli Jeofizik ölçümler ve değerlendirmeler vardır. Bunlar; sismik yöntem, elektrik ve elektromanyetik yöntemler (Georadar dahil), gravite yöntemi, manyetik yöntemler, radyoaktif vb. yöntemler ile mikrotremor ölçümlerini ve kuvvetli yer hareketi kaydının (ivme ölçümünün) değerlendirilmesi ile depremselliğin olasılık ve deterministik olarak incelenmesi gibi konuları kapsamaktadır. 3. ÇEVRE JEOFİZİĞİ Bilindiği gibi,çevre kirliliği;hava,toprak ve suyun fiziksel,kimyasal veya biyolojik olarak kirlenmesi şeklinde tanımlanmaktadır. Çevre kirliliği,bu açıdan sanayileşme olayından sonra ortaya çıkan bir sorundur.Bu nedenle de çevre sorunlarına çözüm arayışları Dünyada ve Türkiye'de oldukça yeni bir olaydır. Son 25 yıla kadar bu süreci uzatmak mümkünse de, 1980'lerden sonra tüm dünyanın bu sorunla ve çözümüyle ilgilenmeye başladığı söylenebilir. Jeofizik yöntemlerle çevre sorunlarının çözümüne yönelik çalışmaların, ‘Çevre Jeofiziği' olarak ortaya çıkması da son yıllara rastlamaktadır. Çevre jeofiziğinin konuları : 1- Yeraltısuyu aramaları, 2- Tatlı-tuzlu su bölgelerinin sınırlarının belirlenmesi, 3- Yeraltısuyu kirliliğinin saptanması, 4- Yeraltı atıksu depolama bölgelerinin saptanması, 5- Baraj ve göl kaçaklarının belirlenmesi, 6- Yeraltı boşluklarının saptanması, 7- Kimyasal atık bölgelerinin saptanması, 8- Evsel atık bölgelerinin saptanması, 9- Çeşitli jeoteknik haritaların hazırlanması, 4. ARKEOJEOFİZİK Arkeolojik kalıntıların aranmasında kullanılan jeofizik yöntemlere Arkeojeofizik araştırmalar denir. Arkeojeofizikte kullanılan yöntemler yardımıyla; • Sit alanlarının sınırlarını belirleme • Gömülü kalıntıların yerlerini, derinliklerini, geometrilerini belirleme ve eski kent planını görüntüleme • Tümülüslerin yapısını çıkarma ve kazı yönlendirme • Eski su yolları ve yeraltı donanımını belirleme • Gömülü metal nesnelerin yer, derinlik ve boyutları • Kalıntı yeri, eski kil üretim ocak ve fırınları • Uygarlık yaşı belirlemesi • Yeraltı boşlukları, gömülü odalar, yer, boyut ve derinlikleri tespit etmek mümkündür. Mill Lake Adası Prehistorik Alanı Jeofizik araştırması: Mill Lake Adası Prehistorik Alanı 6000 yaşındadır. Manyetometre sonuçlarına göre 3 adet ocak olarak kullanılmış kömürleşmiş bölgeler saptanmıştır.
