Dünyanın Katmanları
Şekil 2.14: Dünya'nın katmanları. Fiziksel katmanlar litosfer ve astenosferi içerir; kimyasal katmanlar ise kabuk, manto ve çekirdektir.Levha tektoniğinin ayrıntılarını anlamak için öncelikle dünyanın katmanlarını anlamak gerekir. Yüzeyin altında ne olduğuna dair ilk elden bilgiler çok sınırlıdır; bildiklerimizin çoğu varsayımsal modellerden, sismik dalga verilerinin ve meteorit materyallerinin analizinden elde edilmiştir. Genel olarak, Dünya kimyasal bileşim ve fiziksel özelliklere göre katmanlara ayrılabilir.
Kimyasal Katmanlar
Kuşkusuz dünya sayısız elementin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Hangi elementlerin dahil olduğuna bakılmaksızın, iki ana faktör -sıcaklık ve basınç- üç farklı kimyasal katman oluşturmaktan sorumludur.
Kabuk
En dıştaki kimyasal katman ve şu anda üzerinde bulunduğumuz katman yer kabuğudur. İki tür yer kabuğu vardır. Kıta kabuğu nispeten düşük bir yoğunluğa ve granite benzer bir bileşime sahiptir. Okyanus kabuğu, özellikle soğuk ve yaşlı olduğunda nispeten yüksek bir yoğunluğa ve bazalt benzeri bir bileşime sahiptir. Kabuğun yüzey seviyeleri nispeten kırılgandır. Kabuğun daha derin kısımları daha yüksek sıcaklıklara ve basınca maruz kalır, bu da onları daha yumuşak yapar. Sünek malzemeler yumuşak plastikler veya macun gibidir, kuvvet altında hareket ederler. Kırılgan malzemeler katı cam veya seramik gibidir, özellikle hızlı bir şekilde uygulandığında kuvvet altında kırılırlar. Depremler, genellikle üst kabukta meydana gelir ve nispeten kırılgan malzemelerin hızlı hareketinden kaynaklanır.
Kabuğun tabanı, sismik hızda büyük bir artışla karakterizedir; bu, deprem dalgalarının katı madde içinde ne kadar hızlı hareket ettiğini ölçer. Mohorovičić Süreksizliği veya kısaca Moho olarak adlandırılan bu bölge, 1909 yılında Andrija Mohorovičić (mo-ho-ro-vee-cheech olarak telaffuz edilir; sesli telaffuz) tarafından ülkesi Hırvatistan'da deprem dalgası yollarını inceledikten sonra keşfedilmiştir. Dalga yönü ve hızındaki değişim, kabuk ve mantodaki dramatik kimyasal farklılıklardan kaynaklanmaktadır. Okyanusların altında, Moho okyanus tabanının yaklaşık 5 km altında bulunur. Kıtaların altında ise yüzeyin yaklaşık 30-40 km altında yer alır. Orojenez olarak bilinen bazı büyük dağ oluşum olaylarının yakınında, kıtasal Moho derinliği iki katına çıkar.
Manto
Manto, kabuğun altında ve çekirdeğin üstünde yer alır. Kabuğun tabanından yaklaşık 2900 km derinliğe kadar uzanan, hacim olarak en büyük kimyasal katmandır. Manto hakkında bildiklerimizin çoğu sismik dalga analizinden gelmektedir, ancak bilgiler ofiyolitler ve ksenolitler incelenerek toplanmaktadır. Ofiyolitler, kabuk boyunca yükselmiş ve okyanus tabanının bir parçası olarak ortaya çıkmış mantonun parçalarıdır. Ksenolitler magma içinde taşınır ve volkanik patlamalarla Dünya yüzeyine getirilir. Çoğu ksenolit, ultramafik bir magmatik kaya sınıfı olan peridotitten yapılmıştır. Bu nedenle, bilim insanları mantonun büyük bir kısmının peridotitten oluştuğunu varsaymaktadır.
Çekirdek
Dünya'nın çekirdeği, hem sıvı hem de katı tabakalardan oluşan ve genellikle demir, nikel ve belki de biraz oksijeni içeren kısımdır. Sismik verileri inceleyen bilim insanları bu en içteki kimyasal katmanı ilk kez 1906 yılında keşfetti. Varsayımsal modelleme, astronomik kavrayış ve sert sismik verilerin bir araya gelmesiyle çekirdeğin çoğunlukla metalik demir olduğu sonucuna vardılar. Tipik olarak yüzey kayalarından daha fazla demir içeren meteoritleri inceleyen bilim insanları, dünyanın meteorik malzemeden oluştuğunu öne sürmüşlerdir. Çekirdeğin sıvı bileşeninin, demir ve nikelin gezegenin merkezine batması ve burada yoğun basınçla sıvılaşması sonucu oluştuğuna inanıyorlar.
Fiziksel Katmanlar
Dünya ayrıca, her bir katmanın strese nasıl tepki verdiğine bağlı olarak beş farklı fiziksel katmana ayrılabilir. Katmanların kimyasal ve fiziksel tanımlamalarında, özellikle de çekirdek-manto sınırında bazı örtüşmeler olsa da, iki sistem arasında önemli farklılıklar vardır.
Litosfer
Lithos Yunanca taş anlamına gelir ve litosfer Dünya'nın en dıştaki fiziksel katmanıdır. Okyanusal ve kıtasal olmak üzere iki tipte gruplandırılır. Okyanus litosferi ince ve nispeten serttir. Kalınlığı okyanus ortası sırtlarında bulunan yeni plakalarda neredeyse sıfırdan, diğer birçok yerde ortalama 140 km'ye kadar değişmektedir. Kıtasal litosfer genellikle daha kalındır ve özellikle daha derin seviyelerde önemli ölçüde daha plastiktir. Kalınlığı 40 ila 280 km arasında değişmektedir. Litosfer sürekli değildir. Levha adı verilen bölümlere ayrılmıştır. Levha sınırı, iki levhanın buluştuğu ve birbirlerine göre hareket ettiği yerdir. Levha sınırları, levha tektoniğini iş başında gördüğümüz yerdir; dağların inşası, depremlerin tetiklenmesi ve volkanik faaliyetlerin oluşması.
Astenosfer
Astenosfer litosferin altındaki katmandır. Astheno- güçten yoksun anlamına gelir ve astenosferin en belirgin özelliği harekettir. Mekanik olarak zayıf olduğu için bu katman, dünyanın çekirdeğinden gelen ısının yarattığı konveksiyon akımları nedeniyle hareket eder ve akar. Birden fazla plakadan oluşan litosferin aksine, astenosfer nispeten kırılmamıştır. Bilim insanları bunu, katmandan geçen sismik dalgaları analiz ederek belirlediler. Astenosferin bulunduğu derinlik sıcaklığa bağlıdır. Okyanus ortası sırtları etrafında dünya yüzeyine daha yakın, dağların ve litosferik plakaların merkezlerinin altında ise çok daha derinlerde yer alma eğilimindedir.
Mezosfer
Bazen alt manto olarak da bilinen mezosfer, astenosfere göre daha sert ve hareketsizdir. Dünya yüzeyinin yaklaşık 410 ila 660 km derinliğinde bulunan mezosfer, çok yüksek basınç ve sıcaklıklara maruz kalır. Bu aşırı koşullar, üst mezosferde minerallerin sürekli olarak çeşitli formlara veya psödomorflara dönüştüğü bir geçiş bölgesi yaratır. Bilim insanları bu bölgeyi sismik hızdaki değişiklikler ve bazen hareketin önündeki fiziksel engellerle tanımlamaktadır. Bu geçiş bölgesinin altında, mezosfer çekirdeğe ulaşana kadar nispeten tekdüzedir.
İç ve Dış Çekirdek
Dış çekirdek, Dünya içindeki tamamen sıvı olan tek katmandır. Derinliği 2.890 km'den başlar ve 5.150 km'ye kadar uzanarak yaklaşık 2.300 km kalınlığa ulaşır. 1936 yılında Danimarkalı jeofizikçi Inge Lehmann sismik verileri analiz etmiş ve sıvı bir dış çekirdek içinde katı bir iç çekirdeğin varlığını kanıtlayan ilk kişi olmuştur. Katı iç çekirdek yaklaşık 1.220 km, dış çekirdek ise yaklaşık 2.300 km kalınlığındadır.
Çekirdeği oluşturan minerallerin bu sıcaklıkta sıvılaşması veya buharlaşması gerektiğinden, Dünya'nın en sıcak kısmının katı olması bir çelişki gibi görünüyor. Yoğun basınç, iç çekirdeğin minerallerini katı bir fazda tutar. İç çekirdek, ısı Dünya'nın içinden kaçtıkça ve dış katmanlara dağıldıkça katılaşan alt dış çekirdekten yavaşça büyür.
Dünyanın sıvı dış çekirdeği, nefes alınabilir bir atmosferin ve yaşam için elverişli diğer çevresel koşulların sürdürülmesinde kritik öneme sahiptir. Bilim insanları, dünyanın manyetik alanının dış çekirdek içindeki erimiş demir ve nikel dolaşımı tarafından oluşturulduğuna inanıyor. Eğer dış çekirdeğin dolaşımı durur ya da katı hale gelirse, manyetik alanın kaybı Dünya'nın yaşamı destekleyen gazlardan ve sudan mahrum kalmasına neden olacaktır. Mars'ta olan ve olmaya devam eden de budur.
Levha Tektonik Sınırları
Pasif kenarlarda levhalar hareket etmez - kıtasal litosfer okyanusal litosfere dönüşür ve her iki türden levhalar oluşturur. Tektonik bir levha, pasif bir kenarla birbirine bağlanan hem okyanus hem de kıta litosferinden oluşabilir. Kuzey ve Güney Amerika'nın doğu kıyıları pasif marjinlere örnektir. Aktif kenarlar, Kuzey ve Güney Amerika'nın batı kıyıları gibi okyanus ve kıta litosferik tektonik plakalarının buluştuğu ve birbirlerine göre hareket ettiği yerlerdir. Bu hareket, plakalar arasında oluşan sürtünme ve plaka yoğunluklarındaki farklılıklardan kaynaklanır. Dünya yüzeyindeki dağ inşası olaylarının, deprem faaliyetlerinin ve aktif volkanizmanın büyük çoğunluğu, aktif sınırlardaki tektonik plaka hareketlerine bağlanabilir.
Basitleştirilmiş bir modelde, tektonik plaka sınırlarının üç kategorisi vardır. Yakınsak sınırlar, levhaların birbirlerine doğru hareket ettiği yerlerdir. Ayrışan sınırlarda levhalar birbirinden uzaklaşır. Dönüşüm sınırlarında plakalar birbirlerinin yanından kayarak geçer.
Önceki Ders: Alfred Wegener'in Kıtasal Sürüklenme Hipotezi
Sonraki Ders: Yakınsak Sınırlar
Yorumlar
Yorum Gönder