LEVHA TEKTONİĞİ KURAMI
İnsanoğlu düşünmeye başladığı andan itibaren çevresindeki yerşekillerin nedenlerini merak etmiş, bunların binlerce yıl sabit ve sarsılmaz kabul edilmesinden sonra, aslında sürekli bir haraket ve evrim içinde olduklarını anlayınca da bu hareketi idame ettiren kuvvetin doğasını ve kökenini araştırmaya başlamıştır (Şengör, 1983). Sayıları oldukça kabarık olan jeotektonik hipotezlerin veya teorilerin başlıcaları “Kontarksiyon Teorisi” , “Ekspansiyon Teorisi” , “Mağmatik Yükselme -Kabarma Teorisi”; “Konveksiyon Akımları Teorisi”, “Kıtaların Kayma Teorisi” ve nihayet “Levha Tektoniği Teorisi” dir (Ketin, 1983).
Kontraksiyon Teorisinin ana fikri, yani yerküre’nin başlangıçta sıcak-ergimiş bir kütle halinde bulunduğu, zamanla soğuyarak büzüldüğü, hacminin küçüldüğü ve dış kısmında katı bir kabuğun oluştuğu daha 17. yüzyılda Descartes (1664) ve Newton (1681) tarafından benimsenmiş, ilk kez yer bilimlerine uygulanması ise , James Hall tarafından gerçekleştiilmiştir. Fakat teorinin tüm jeoojik yönleri ile geniş anlamda kurucusu ünlü fransız yer bilimci Elie de Beamont olmuştur (1829-1852). Özellikle Avusturyalı büyük yer bilimci Ed. Sues (1831-1909) “Yeryuvarının Çehresi” adlı ünlü eserinde teoriyi yer bilimleri alanında “bir dünya görüşü” niteliğine yükseltmiştir.
Kontraksiyon Teorisi yirminci yüzyılda Jefreys ve Guttenberg gibi ünlü jeofizikçiler tarafından değişik biçimde de olsa desteklenmiştir.
Ekspansiyon veya Genişleme Büyüme Teorisine göre, yeryuvarının hacminin büyüme nedeni esas itibarıyla ısısal genişlemedir. Diğer bir neden yer içindeki yoğunluğu fazla yüksek basınç fazındaki maddelerin yoğunluğu daha az düşük basınç fazındaki türlerine dönüşmesidir.
Konveksiyon akımları teorisinin dayandığı ana görüş yer içinde kabuk altında cereyan eden ısı değiş tokuşudur. Teoriye göre yerin içi ile yeryüzünün sıcaklığı arasındaki ısı farkı yerin manto kesiminde yılda bir kaç santimetre hızla hareket eden bir konveksiyon akımı oluşturmaktadır ve bu hareket sürtünme dolayısıyla yerkabuğuna intikal etmektedir. Diğer bir değişle derinlerde manto kesiminde çok yavaş akan maddeler yerkabuğundaki hareketlere aktif olarak katılmakta büyük tektonik yapıların meydana gelmesinde katkıda bulunmaktadır.
Özetle konveksiyon akımını besleyen onu sürekli olarak hareket halinde tutan enrji kaynağı yerin sıcaklığı (Holmes) ve gravitasyon (van Bemmeln) etkisidir.
Kıtaların kayma teorisi, Alman jeofizikçi Alfred Wegener tarafından 1912’de ortaya konmuş ve E. Argand (1922), Du Toit (1921) gibi dönemin ünlü jeologları ile Beniof (1954) Runcorn (1962), Sykes (1968) ve Bullard (1969) gibi yeni zamanların tanınmış jeofizikçileri tarafından benimsenmiş ve desteklenmiştir. Bu teoriye göre;
Kıtalar okyanus tabanlarından farklı yapıdadırlar. Onlara sımsıkı bağlı da değillerdir. Aksine buzdağlarının denizde yüzdükleri gibi kıtalar da derin deniz diplerinde-okyanus tabanlarında- açığa çıkan ve yoğunlukları kendilerinkinden fazla olan ağır maddeler üzerinde yüzerler kayarlar.
Levha Tektoniği , büyük ölçüde okyanuslardan elde edilen veriler üzerine kurulmuş bir teoridir. Bu özelliği ile kendinden önceki teorilerden ayrılır.
İkinci dünya savaşı esnasında özellikle denizaltı savaşları için geliştirilen son derece hassas bati metrik harita alma yöntemleri savaştan sonra İngiltere’de Sir Edward Bullard (cambridge Üniversitesi) ve Amerika’da Hary Hess (Princeton Üniversitesi) ve Maurice Ewing (Colombia Üniversitesi) gibi hükümetler nezdinde söz sahibi ciddi bilim adamları tarafından okyanus tabanlarını ayrıntılı haritalanmasında kullanıldı. Özellikle Ewing’in yönetiminde bulunan Lamont Jeofizik rasathanesi gemileri sadece batimetrik değil mağnetik ve gravite verilerini de topluyordu, deniz tabanlarından tortu örnekleri alıyorlardı.
Bu faaliyet okyanuslarda devam ederken, ABD, soğuk savaşın bir sonucu olarak Sovyetler Birliğinin yaptığı zannedilen nükleer silah deneylerini izleyebilmek amacıyla dünyanın dört bir yanına uzanan sağlıklı bir sismograf ağı oluşturdu. WWSSN olarak bilinen bu ağ sayesinde mağnetidü 4 ve yukarısındaki depremler büyük bir hassasiyetle kaydedilmeye başlandı. Episantır tayinindeki hataların genellikle bir kç kmnin içine alınması özellikle okyanusal alanlarda depremlerin son derece dar kuşaklarda olması ve bu kuşakların çevrelediği devasa alanların hemen hemen asismik kuşaklar olduğunu gösterdi.
1940’lı yılların sonlarına doğru Amerikalı jeofizikçi Hugo Benioff derin deniz hendeklerinden manto içine sarkan eğimli deprem zonlarının aslında devasa bindirmeler olduğu ve bu bindirmeler boyunca okyanus tabanının Pasifik’i çevreleyen kıtaların altına daldığını iddia etti. 1952’de alman tektonikçi Hans Stille bu eğimli deprem zonlarının hemen üstlerinde Pasifiği adeta kuşatan meşhur “ateş çemberi”ni oluşturan volkanların varlığına dikkati çekti ve bunlar arasında jenerik bir ilişki olması gerektiğini vurguladı.
Bu gelişmeler olurken Amerikalı petrolog Harry Hess savaş yıllarında donanmada edindiği deneyimler ışığında okyanusların tarihi ile ilgileniyordu. Özellikle Ewing ekibinin okyanusların sanılanın tersine genç olmaları gerektiğini göstermişti.
Öte yandan Hess, Amerikalı jeologların ezici çoğunluğunun tersine, kıtaların kaymasına inanmaktaydı ama o da jeofizikte biraz bilgisi olan herkes gibi; Sir Harold Jefreys’in sialin sima üzerinde yüzen bir sal gibi hareket edemeyeceğini, simanın sialden daha kuvvetli olduğunu tarışma götürmez bir açıklıkla kanıtlamış olduğunu biliyordu. Sial simadan bağımsız hareket edemezdi.
Acaba sial ile sima birlikte hareket edemez miydi ? 1960 yılında yayınlanan makalesinde Hess, mantoda büyük ölçüde konveksiyon akımları olması lazım geldiği varsayımından hareketle, okyanus litosferinin bu konvektif sistemin sınır kondüksiyon tabakası olduğunu ileri sürdü. Aynı yıl Robert Dietz, bu mekanizmaya deniz tabanı yayılması adını verdi.
Hess ve Dietz’in makalelerinin yayınlanmasının hemenn akabinde Kanada’da Morley, İngiltere’de Cambridge’de henüz bir doktora öğrencisi olan Fred Vine, Hess’in düşüncesini kontrol edebilmek için dahiyane bir yöntem önerdiler. Bu yöntemin esası şuydu: Yer’in jeomanyetik kutuplarının Senezoik esnasında düzensiz aralıklarla terslendiği yapılan paleomanyetik çalışmalardan biliniyordu. Deniz tabanı yayılması yayılma eksenine dik yönde ve bilateral simetrik olarak okyanus tabanı ürettiğine göre jeomanyetik kutuplardaki terslenmeler de yayılma merkezinin her iki yanına simetrik olarak kaydedilmiş olmalılardır, çünkü okyanus tabakalarının üst tabakaları ferromanyetik mineral içeren bazaltlardan oluşur. yayılma ekseninde sıvı halde bulunan bazalt lavları içerisindeki mineraller püskürdükleri andaki jeomanyetik alanın etkisinde belirli bir yönde dizilirler. Yayılma devam ettikçe yayılma merkezinden uzaklaşan bazalt beraberinde püskürdüğü zamanki jeomanyetik alanın yönünün de sabit bir kaydını taşır. Sürekli jeomanyetik alan terslenmeleri yayılma merkezinin iki yanında ve ona paralel uzanan ters ve normal yönde manyetize olmuş şeritler meydana getirirler.
İşte Morley ve Fred Vine ile o zamanki tez hocası Drumont Matthews, bu fikri ileri sürerek özellikle Ewing grubu tarafından yıllardır toplanmakta olan Lamont Jeofizik Rasathanesi’nin veri bankalarında birikmiş olan manyetik verilerin bu görüşler ışığı altında tekrar gözden geçirilmesi gerektiğini önerdiler. Vine ve Matthews’un makalesi 1963 yılında Nature dergisinde yayınlandı.
Kanadalı olan John Tuzo Wilson 1960’lı yılların ilk yarısında o zamana kadar gerek Kanada kalkanı üzerinde ve gerekse Kanada’daki buzullaşma hakkında yaptığı çalışmalarla kendine haklı bir şöhret yapmış bir jeofizikçiydi. aynı sıralarda Lamont Jeofizik Rasathanesinde New York’ta radyoculuk yapmaktan bıktığı için bir gecikmiş bir doktora öğrencisi olarak gelen Walter C. Pitman ise sadece fizik eğitimi görmüş olup kendi deyimiyle kayaları kaldırım taşından ayıracak kadar dahi jeoloji bilmiyordu.
Pitman’ın jeoloji konusundaki bilgisizliği aslında kendisinin en büyük avantajı oldu. Pitman, Vine ve Matews’un makalesini tesadüf eseri okuduğu zaman jeolojide bilgi sahibi arkadaşlrının tersine o makalede ileri sürülen fikirleri son derece akla yatkın buldu. Bunun sonucu olarak Lamont’un veri bankalarında bulunan manyetik verileri kontrol ederek Vine ve Matews’un dolaysıyla Hess’in haklı olduğunu gösterdi. Sadece kıtalar değil okyanus tabanları da küre sathında binlerce ve binlerce kilometrelik mesafeler katediyorlar orta okyanus sırtında doğup derin deniz hendekleri boyunca tekrar mantoya dönüyorlardı.
Bu arada T. Wilson probleme tamamen değişik bir açıdan yaklaşıyordu. Wilson, Hess’den sonraki en önemli adımı attı ve orta okyanus sırtları ile hendeklerin bittikleri yerlerde aslında hareketin büyük yanal atımlı faylarla başka bir şekle “transforme” edilerek devam ettiğini gösterdi. Böyle sırtları ve hendekleri birbirine bağlayarak hareketin devamını sağlayan yanal atımlı faylara Wilson, hareketi transforme ettikleri için transform fay adını verdi. Wison 1965’de tüm sırtları ve hendekleri birbirine bağlayan küre üzerindeki hareketli kuşakları ilk defa tam olarak tasvir etti ve bu kuşaklar boyunca birbirlerine göre hareket etmekte olan dahili olarak asismik ve yüksek bir burulma rijitidesine sahip olan litosfer parçalarına “Levha” adını verdi. Bu suretle levha tektoniği tüm öğeleriyle ortaya çıkmış oluyordu.
Levha tektoniğinin gelişmesinde, 1967 yılında yayınlanan iki makale çok önemli bir roloynadı. Bunlardan biri Lamont’un jeofizikçilerinden Lynn R. Sykes tarafından yayınlandı. Sykes, o zamanlar hayli gelişmiş olan depremlerin fay meknizmalarının çözümleri yönteminden yararlanarak Wilson’un transform fay kavramını ve onunla birlikte Hess’in deniz tabanı yayılması hipotezini kontrol etmek niyetiyle orta Atlantik sırtını öteleyen kırık zonları boyunca bir seri fay düzlemi sonucu elde etti. Sykes yaptığı bütün çözümlerde kesinlikle Wilson’un yorumunun doğru olduğunu buldu.
Levha tektoniği bu şekilde her tabi tutulduğu testden başarıyla çıkınca bu teoriyi tüm küre üzerinde ve ayrıntılı bir şekilde kontoletmek lüzumu doğdu. Önce 1967’de genç jeofizikçi Dan McKenzie ile uygulamalı mtematikçi Robert Parker levha tektoniğinin küre üzerinde nasıl uygulanması gerektiğini göstererek levha hareketlerinin kinematiğinin türetilmesinde deprem kayma vektörlerinin önemine dikkati çektiler.
1969 yılında dar anlamda levha tektoniğinin son önemli öğesini oluşturan üçlü eklem sorunu da McKenzie ve Morgan tarafından ortaya atılıp çözülerek bu teorinin kendi içinde tutarlı ve tamamlanmış bir sistem haline gelmesini sağladılar.
1969 yılından itibaren levha tektoniği, ada yayları, kenar denizleri, orejenik kuşaklar, geçmişteki fauna vefloranın dağılımı, mantonun evrimi ve konveksiyon ve yer bilimleri kapsamına giren pek çok konuda bu prensiplere dayalı veya bu prensiplere dayandığını iddia eden pek çok hipotezin atılmasına neden olmuş ve onlarla birlikte dünyaçapında yeni bir tektonik model oluşturmaya başlamıştır.
LEVHA SINIR TÜRLERİ
Yerküre’nin üst katmanları, bir bütün halinde olmayıp, sürekli hareket halinde olan levhalardan oluşuyor. Manto’daki ısı akımlarının neden olduğu bu hareketler sırasında levhalar birbirinden uzaklaşır, birbirlerine çarpar veya birbirlerini sıyırırlar. Bu hareketlilik sonucunda, levha sınırlarında, uzun zaman dilimleri ile baktığımızda yeni okyanuslar, yeni kıtalar, sıradağlar ve yanardağlar oluşur. Depremler ve volkanik aktivitelerin nedeni de tüm bu hareketliliktir ve levha sınırlarında oluşmalarına şaşmamak gerekir.
Levha hareketleri yerkürenin oluşumundan beri sürmektedir. Süperkıta Pangea’nın, bundan 225 milyon yıl önce parçalanmaya başladığı ve bu hareketliliğin sonucunda kıtaların günümüzdeki şekli aldığı düşünülüyor.
Günümüzde Litosfer’de 1 ila 15 cm/yıl arasında hızlarla hareket halinde bulunan 7 ana ve birçok küçük levha vardır. Bunların hareketleri çok karmaşıktır ve bu hareketlerin niteliğinin tam olarak saptanması, depremlerin zamanının önceden kestirilmesi için gereklidir.
Levhaların birbirleriyle etkileşimleri bakımından levha hareketlerini 3 ana başlıkta toplayabiliriz. Uzaklaşma-diverjan; yakınlaşma-konverjan; yanal yer değiştirme-transform faylı. Bu hareket türleri, aynı zamanda bu sınırlarda oluşan depremlerin ve volkanik faaliyetlerin niteliklerini de belirler.
UZAKLAŞAN (IRAKSAYAN) LEVHALAR
Birbirinden uzaklaşan levhalar, aralarına astenosferden gelen eriyik kayaçların sızdığı yarıklar oluşturur. Bu eriyik yüzeye çıktıkça katılaşır ve yerkabuğuna eklenir. Astenosfer’den gelen eriyik kuvvet uygulamaya ve böylece levhalar birbirinden ayrılmaya devam eder. Bu ayrılma genelde daha ince olan okyanus tabanında görülür ve Atlas Okyanusu ortasındaki sırt buna çok iyi bir örnektir. Bu ayrılma kıtada meydana gelirse yeni bir okyanus tabanı oluşuyor demektir. Doğu Afrika’daki ayrılma henüz bir deniz oluşması için yeterli değilse de, gidiş o yöndedir. Bu tür ayrılmalar, Astenosfer’den gelen eriyiğin katılaşarak Litosfer’e dönüşmesine ve levhaların büyümesine neden olur. Uzaklaşan levhalar arasında Litosfer çok ince olduğu için, buralarda büyük depremlere yol açacak enerji birikimleri olmaz. Buradaki depremlerin odakları çoğu zaman yüzeye yakındır.
YAKLAŞAN (ÇARPIŞAN – YAKINSAYAN – BİNDİREN) LEVHALAR
Levhaların birbirine yaklaşması ve çarpışması ise üç değişik şekilde olabilir:
Okyanusal ve kıtasal levha karşılaşmalarında, daha yoğun olan okyanusal levha (yoğunluğu 2.8 – 3.0 gr/cm3), kıtasal levhanın (yoğunluğu 2.7 gr/cm3) altına dalar. Alta dalan kısım derinlere indiğinde ergimeye başlar ve bu magmanın bir kısmı, kıta tarafında yanardağ kümelerinin oluşumuna neden olur. Güney Amerika Levhası’nın altına dalan Nazca Levhası’nın yol açtığı And Dağları buna bir örnektir.
İki okyanusal levhanın karşılaşmasında da, yine bir levha diğerinin altına dalar. Yukarıdakine benzer şekilde yüzeye çıkan magma okyanus tabanında yanardağlar oluşturmaya başlar. Eğer bu aktivite devam ederse, yanardağ okyanus yüzeyini aşabilecek yüksekliğe erişir ve adalar oluşur. Filipinler’deki birçok volkanik ada bu şekilde oluşmuştur.
İki kıtasal levhanın karşılaşmasında ise, genellikle levhalardan hiçbiri diğerinin altına dalmaz. Levhaların arada sıkışan bölümleri yeni dağlar oluşturur. Himalayalar’ın halen süren oluşumu buna iyi bir örnektir.
TRANSFORM FAYLI (YANAL SÜRTÜNEN) LEVHALAR
İki levhanın birbirini sıyırarak yer değiştirmesi sırasında Litosfer’de artma veya azalma olmaz. İki levha arasındaki sürtünme çok fazla olduğu için harekete belli bir süre direnç gösterirler. Bu bölgede artan gerilim periyodik büyük depremler ile çözülür. Kuzey Anadolu fay hattı ve Kaliforniya’daki San Andreas fay hattında bu tip levha hareketi gözlenir. Bu tip levha hareketlerinde oluşan depremlerin odakları çoğunlukla yüzeye yakın veya orta derinliktedir. Sürtünme ve kırılma uzunca bir hat boyunca oluşabileceği için büyük depremler meydana gelebilir.
PASİFİK OKYANUSU
Pasifik Levhası’nı diğer büyük levhalardan ayıran en önemli özelliği okyanusal litosfer ile oluşmuş olmasıdır. Aynı zamanda diğer büyük ve küçük levhalarla etkileşiminin çeşitli levha sınır türlerinde olması Pasifik Okyanusu’nun önemli jeolojik oluşumlara sahip olmasında büyük rol oynamaktadır. Bu oluşumlar okyanus çukurları, dağ silseleri, volkanik adalar, volkanlar, rift oluşumlarıdır.
Pasifik’te üç tip levha sınırına da ait olan özellikler görülmektedir. Pasifik’in bu özelliği onu hem tektonik açıdan hem de volkanik açıdan oldukça aktif hale getirmiştir. Pasifik Levhası’nın sınırında günümüzdeki en şiddetli tektonik ve volkanik faaliyetler gerçekleştiğinden Pasifik’in bu aktif sınırlarına “Ateş Çemberi” de denmektedir.
ATEŞ ÇEMBERİ
Dünya’nın en aktif tektonik bölgesi olduğundan söz edebileceğimiz Ateş Çemberi’ni Pasifik Levhası sınırları oluşturmaktadır. Bu bölgedeki aktif faylar ve volkanlar çok sık faaliyet gösterdiğinden bu sınırlar Ateş Çemberi adını almıştır. Bugün Kuzey Anadolu Fayı’na benzerliğiyle bilinen San Andreas Fayı Ateş Çemberi’ne dahildir. Yine dünyanın en derin çukuru olan Mariana Çukuru (11 033 m.) ve diğer birçok derin çukurlar Ateş Çemberi’nde bulunmaktadır. Bilinen en şiddetli deprem Pasifik Levhası sınırındaki Şili’de 9.5 büyüklüğünde gerçekleşmiştir. Hawaii Volkanları’de Pasifik’in önemli oluşumlarındandır.
PASİFİKTE VOLKANİZMA
Mağmanın yerin derinliklerinden hareket ederek yer yüzüne çıkması veya yer yüzüne yakın derinliklere kadar gelerek soğuması olayına volkanizma denir.
Volkanizma denilince daha çok yer yüzünde meydana gelen mağmatik faaliyetler akla gelmektedir. Çünkü volkanik şekiller yer yüzünde oluşmaktadır.
Volkanizma sırasında mağma katı, sıvı ve gaz halinde yer yüzüne çıkar. Çıkan sıvı maddelere lav, katı maddelere tüf denir. Gazların çoğu ise su buharıdır.
Volkandan çıkan maddeler lav ise, volkan bacasından akma şeklinde hareket eder. Tüf veya gaz çıkışı olursa patlama olur.
Volkanizma ile çıkan malzemeler çıktığı yerde birikerek volkan konilerini oluşturur.
Yanardağların yükseltisinin az veya çok olmasında lavların akışkanlığı etkilidir. Lavların akıcılığı fazla ise geniş alanda birikme olur. Yükseltisi az olan yayvan görünüşlü volkan konisi oluşur. Bunlara tabla veya plato volkanlar denir. ör: Karacadağ volkan dağı (G.D Anadolu)
Lavların akıcılığı az ise yükseltisi fazla olan volkan dağları oluşur. Bunlara da kalkan volanları denir. ör: Ağrı dağı
Volkan konilerinin tepesinde bulunan çukurluğa krater denir.
Bazı yanardağlarda ana koni üzerinde oluşmuş yan koniler de olabilir. Bunlara parazit koni denir. Ör: Erciyes dağı
Volkanik patlamalarla bazı volkanların tepe kısmı uçarak çok büyük çanak oluşur. Bu çanaklara kaldera denir. Ör: Nemrut dağı (1441 yılında ikinci kez patlamıştır.)
YANARDAĞLARIN OLUŞUM BÖLGELERİ
Hawaii Volkanları
Levha sınırlarından uzaktaki yanardağlarsa, sıcak nokta adı verilen bölgelerin üzerinde oluşur. Sıcak noktalar- mantonun derinliklerinde bulunan çok yüksek sıcaklıktaki magma kaynaklarıdır. Bu yüksek sıcaklığın, üst katmanların basıncını yenmesi sonucu magma yüzeye doğru çıkar ve bu bölgelerde zamanla yanardağlar oluşur. Hawaii adaları bu şekilde oluşmuş volkanlardır.
KAYNAKLAR
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bilgipaket/yerkure
http:// pubs.usgs.gov/publications/text/understanding.html
http://www.divediscover.whoi.edu/ridge/infomod.html
http://www.platetectonics.com/book/index.asp
http:// atlas.geo.cornell.edu/education/ instructor/tectonics/spreading.html
http://www.istanbul.edu.tr/yerkure/Jfzlev.htm
http://www.eng.ankara.edu.tr/ geological_eng/tektonik/tarihce.htm
http://tr.wikipedia.org/wiki/Levha_tektoniği
http:// www.ucmp.berkeley.edu/geology/tectonics.html
http:// www.seismo.unr.edu/ftp/pub/ louie/class/100/plate-tectonics.html
http:// www.platetectonics.com/index.asp
http:// www.cotf.edu/ete/modules/msese/earthsysflr/plates1.html
http:// www.extremescience.com/PlateTectonicsmap.htm
http:// members.aol.com/bowermanb/tectonics.html
Bir yanıt bırakın