Levhalar ve Levha Tektoniği

Levhalar

Başlangıçta tüm kıtaların Pangea adında tek bir kıta olduğu, sonradan parçalanıp dağılarak zamanla günümüzdeki yerlerine ulaştığı görüşüne dayanan kıtaların kayması kuramını aslında 1912'de bir meteorolog olan Alman bilim adamı Alfred Wegener ortaya attı. Dünya'nın yüzeyi kesintisiz gibi görünüyorsa da, gerçekte dev boyuttaki bir yap-boz gibi birbirine geçen parçalardan oluşmaktadır. Levha adı verilen bu parçalar, çok yavaş olarak sürekli biçimde birbirlerine göre hareket ederler. Bir levha, yanlızca okyanusal ya da kıtasal litosferden oluşabildiği gibi her iki litosfer türünü de içerebilir. Levhalar, levha sınırı ya da levha kenarı ile sonlanır. Depremlerin ve yanardağların çoğu bu bölgelerde görülür. Pangea verilen tek kıta parçasını çevreleyen denize Panthalassa denmekteydi. Zaman içerisinde katmanlar hareket ettikçe Pangaea ikiye ayrıldı. Kuzeyde Laurasia ve güneyde Gondwanaland oluştu. Bu iki kıta Tethys (Tetis) denizi ile ikiye ayrıldı. Katmanların hareketi ile kıtalar iyice ayrılarak bugünkü halini aldı.

Peki bu levhalar nasıl oluşmaktadır ve nasıl hareket etmektedir? Bu sorunun cevabını da "Levha Tektoniği (Plaka Tektoniği)" vermektedir. Levha tektoniği kuramını belgeleyen kanıtlar artık inandırıcı bir düzeye ulaştığından levhaların hareketi kavramı bugün benimsenmiştir. Bundan sonraki aşama söz konusu bu hareketlerin itici gücünü tespit etmek olacaktır. Bu gücün kökeniyse yerkürenin incelenmesi çok zor olan derin katmanlarında aramak gerekir. Levhaların yer değiştirmesinden üst mantoda oluşan konveksiyon akımlarının sorumlu olduğu, genel olarak kabul edilen bir fikirdir. Bu olay "Konveksiyon Akımları Kuramı" olarak ortaya atıldı. Konveksiyon akımları, radyoaktivite nedeni ile oluşan yüksek ısıya bağlanmaktadır ve şöyle işler: Sıcak maddeden daha soğuk ve yoğun olan madde aşağı doğru inerken, daha az yoğun olan sıcak madde yukarı çıkar. Karasal mantoda derin kısımlar sıcakken üst magma daha soğuktur. Sıcak madde sürekli yükselirken, soğuk madde aşağı iner. Yukarı-aşağı olan bu hareket sırasında madde hareket ederken yüzeydeki plakaları hareket ettirir. Okyanus yarıklarında konveksiyon, litosferi alt magmanın derinlerine iter. Plakanın diğer ucunda, yarığın olduğu bölümde konveksiyon, iç magmadan gelen sıcak ve daha hafif olan magmanın çıkışını sağlar. Bu hareketler sayesinde yerkürenin yüzeyi ile içi arasında bir dolaşım olur. Dolayısıyla konveksiyon akımları yukarılara yükseldikçe taşyuvarda gerilmelere ve daha sonra da zayıf zonların kırılmasıyla levhaların oluşmasına neden olmaktadır. Halen 10 kadar büyük levha ve çok sayıda küçük levhalar vardır. Bu levhalar üzerinde duran kıtalarla birlikte, Astenosfer üzerinde sal gibi yüzmekte olup, birbirlerine göre insanların hissedemeyeceği bir hızla (ortalama 1-15cm/yıl) hareket etmektedirler. Konveksiyon akımlarının yükseldiği yerlerde levhalar birbirlerinden uzaklaşmakta ve buradan çıkan sıcak magmada okyanus ortası sırtlarını oluşturmaktadır. Levhaların birbirlerine değdikleri bölgelerde sürtünmeler ve sıkışmalar olmakta, sürtünen levhalardan biri aşağıya Manto'ya batmakta ve eriyerek yitme zonlarını oluşturmaktadır. Konveksiyon akımlarının neden olduğu bu ardışıklı olay taşkürenin altında devam edip gitmektedir. İşte yerkabuğunu oluşturan levhaların birbirine sürtündükleri, birbirlerini sıkıştırdıkları, birbirlerinin üstüne çıktıkları ya da altına girdikleri bu levhaların sınırları dünyada depremlerin oldukları yerler olarak karşımıza çıkmaktadır. Dünyada olan depremlerin hemen büyük çoğunluğu bu levhaların birbirlerini zorladıkları levha sınırlarında dar kuşaklar üzerinde oluşmaktadır.

Dünya üzerinde meydana gelen depremlerin oluş yerleri ile levha sınırları birbirine uyum göstermektedir.

Levha Tektoniği Kuramı'na göre depremlerin ve volkanik aktivitelerin meydana geldiği levha sınırları üç tipte bulunmaktadır.

a) Uzaklaşan (Ayrılan) Levha Sınırları Bunlar, genişleme gösteren levha sınırlarıdır. Levhalar bu sınırlarda birbirinden açılma gösterirler. Örneğin, Okyanus Ortası Sırtları böyledir. Buralarda Astenosferden yükselen magma araladıkları sınırları yeni malzeme ile doldurarak yeni litosfer üretmiş olurlar. Okyanus ortası sırtları boyunca arz yüzeyine çıkan erimiş manto malzemeleri soğuyarak katılaştıkları jeolojik zamanın arz manyetik alanının yön ve doğrultusunu saklarlar.

b) Yakınlaşan (Çarpışan) Levha Sınırları Bunlar birbirine yaklaşma, sıkışma gösteren levha sınırlarıdır. Bu sınırlar okyanuslarda ve kıtalar arasında farklı yaklaşım sergilerler. Okyanuslarda genelde daha yoğun, ağır ve ince olan litosfer tabakası kıtasal olan litosferin altına dalarak, astenosfer derinliklerinin sıcaklığı ile eriyerek yok olurlar. (dalma-batma zonları) Kıtalar arası yakınlaşma, aslında karşılıklı bir çarpışmadan ibarettir. Çarpışmanın olduğu bu sınırlarda deprem kuşağı ve dağ silsileleri meydana getirirler.

c) Yanal Yer Değiştirme (Transform Fay Sınırları) Okyanus sırtlarında birbirlerinden konveksiyon akımları ile ayrılan litosferin bir çeşit yırtılması söz konusudur ki, böyle yırtılma hallerinde düz bir doğrultu takip edilmeyip zayıf yerlerin tercih edeceğini hepimiz deneylerimizden biliriz. Okyanus sırtları zayıf yerlere sıçrama yaptığında birbirine yanal atımlı faylarla bağlanırlar. Bu fayların doğrultuları hemen hemen sırtlara diktirler, yani, dönüşüm yapmışlardır. Bu nedenle bu faylara transform faylar denir. Faylar yanal atım yapmışlardır.

Bu üç tip yapıda da görüldüğü gibi levhaların birbirine temas ettiği, birbirini ittiği veya diğerinin altına daldığı iki levha arasında, harekete engel olan bir sürtünme kuvveti vardır.

Bir levhanın hareket edebilmesi için bu sürtünme kuvvetinin giderilmesi gerekir. Bu kuvvetin aşılması ile çok kısa bir zaman biriminde gerçekleşen şok niteliğinde bir hareket oluşur. Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimler dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yeryüzeyini sarsarlar. Sonunda çok uzaklara kadar yayılabilen deprem (sarsıntı) dalgaları ortaya çıkar. Bu dalgalar gözle görülmesi güç olan fakar enerjisi uzaklarda hissedilebilen elastik dalgalardır. Deprem dalgaları geçtiği ortamları sarsarak ve depremin oluş yönünden uzaklaştıkça enerjisi azalarak yayılır. Bilimadamları, bu olayı "Elastik Dalga Yayılımı Kuramı" ile açıklamaktadırlar. Bu kurama göre, herhangibir noktada, zamana bağımlı olarak, yavaş yavaş oluşan birim deformasyon birikiminin elastik olarak depoladığı enerji, kritik bir değere eriştiğinde, fay düzlemi boyunca var olan sürtünme kuvvetini yenerek, fay çizgisinin her iki tarafındaki kayaç bloklarının birbirine göreli hareketlerini oluşturmaktadır. Bu olay ani yer değiştirme hareketidir. Bu ani yer değiştirmeler ise bir noktada biriken birim deformasyon enerjisinin açığa çıkması, boşalması, diğer bir deyişle mekanik enerjiye dönüşmesi ile ve sonuç olarak yer katmanlarının kırılma ve yırtılma hareketi ile olmaktadır.

Aslında kayaların, önceden bir birim yerdeğiştirme birikimine uğramadan kırılmaları olanaksızdır. Bu birim yer değiştirme hareketlerini, hareketsiz görülen yerkabuğunda, üst mantoda oluşan konveksiyon akımları oluşturmakta, kayalar belirli bir deformasyona kadar dayanıklılık gösterebilmekte ve sonrada kırılmaktadır. İşte bu kırılmalar sonucu depremler oluşmaktadır. Bu olaydan sonra da kayalardan uzak zamandan beri birikmiş olan gerilmelerin ve enerjinin bir kısmı ya da tamamı giderilmiş olmaktadır.

Nasıl Sonuçlar Doğurur?

Levhaların bu milyonlarca yıldır suren hareketlerini fark etmemiz olası değil demiştik. Yerkurede bu hareketlilik nedeniyle oluşan değişimi yerbilimcilerin çalışmaları sayesinde görebiliyoruz. Ancak, yerinde duramayan magmanın ve yer değişitirmekten hoşlanan levhaların bu hareketliliği kimi doğa olaylarıyla da kendini belli edebiliyor.Yeni okyanuslar, yanardağlar, volkanik adalar, okyanus çukurları, sıradağlar ve depremler bu hareketlerin sonuçlarından.

Levhaların hareketleriyle yerkabuğunun kimi yerlerinde özellikle levha sınırlarında buyuk gerilme, sıkışma ya da bukulmeler görulur. Bu basınç, kabukta kırılmalara yol açar. Fay adı verilen bu kırıklar, depremlere neden olurlar.Depremler, kabukta oluşan gerilmenin zamanla birikerek, sonunda kaya kutlesinin zayıf bir noktasından kırılmasıyla yeni bir fay oluşumuna ya da var olan fayın kaymasına bağlı olarak meydana gelir. Birikmiş olan basınç ya da gerilme, bu kırılma ya da kaymayla bir anda boşalır ve buyuk bir enerji açığa çıkar. işte,bu enerjinin çevredeki kaya kutlelerinde oluşturduğu titreşim ve sarsıntı da depremi yaratır.Kırılmanın ya da kaymanın başladığı noktaya “depremin odağı”, odak noktasının tam ustune denk gelen yeryuzundeki noktayaysa “depremin merkezi” ya da “merkez ussu” deniyor. Kırılma ya da kayma, odaktan başlayarak fay duzlemi boyunca ilerler.Ulkemizde görulen depremler, Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ve Doğu Anadolu Fayı (DAF) gibi iki buyuk fayın hareketi sonucu oluşuyor. Bu fay hareketlerinin doğurduğu bir başka sonuç da “tsunami”. Deprem, yanardağ patlaması ya da toprak kayması gibi yer hareketlerinin deniz tabanında meydana getirdiği alçalma ya da yukselme nedeniyle oluşan dev deniz dalgalarına tsunami deniyor. Tsunami dalgaları, saatte 950 km’ye varan çok yuksek hızlarda ilerlerler. Bu tur dalgalar, genellikle okyanuslarda görulur ve kıyıya yaklaştıkça hızları duşerken yukseklikleri artar. Sığ sulardaki bir tsunami dalgasının yuksekliği 30 m’den fazla olabilir.Bazen de manto tabakasının derinliklerinde, çekirdekle sınır bölgede, çevrelerinden daha sıcak bölgeler oluşur. Bu “sıcak nokta”lardan kabuğa doğru “sorguç” adı verilen buyuk magma sutunları yukselir ve kabuktan dışarı sızar.Okyanus tabanı, bu sabit sıcak noktalar uzerinde ilerledikçe,magmanın deniz tabanından yukselmesiyle birbiri peşi sıra yuzeye çıkan volkanik adalar ortaya çıkar. PasifikOkyanusu’ndaki Hawaii Adaları, buna guzel bir örnek.Görduğunuz gibi, deprem, yanardağ patlaması, tsunami ve birçok başka doğa olayının bilimsel bir açıklaması var. Her şey, akışkan haldeki magmanın, surekli yer değiştiren ve çeşitli yerlerinden kırılan taşkurenin marifeti diyebiliriz.

Levha Tektoniği

Ay yüzeyine yerleştirilen lazer ölçüm cihazlarıyla yapılan ölçümde 6 yıl içinde Amerika kıtasının Afrikadan 6 cm uzaklaştığı tesbit edildi.Bu meteorolog ve jeofizikçi Alfred Wegener'in ortaya attığı 'kıta kayması' teorisinin ıspatıydı.Harry Hess'deniz tabanı yayılması'görüşünü ileri sürdü.1960 larda jeofizikçi j.Tuzo Wilson öncülüğünde 'levha tektoniği kuramı'ortaya atıldı.1969 da ""Levha Tektoniği Kuramı"" Mc.Kenzie ve Morgan tarafından tamamlandı.Buna göre tüm levhaların hareket hızlarının toplamı sıfırdır.Yani levha üretim hızı ile levha yok oluş hızı biribirine eşittir,böylece yeryüzünün alanı sabit kalmaktadır.

Yerin içindeki çekirdekten yükselen ısı nedeniylemantoda ısınma ve genleşme olur.Hacmi artan manto da üzerindeki yerkabuğunu hareket ettirir.Manto içinde ortaya çıkan radyoaktif bozunma süreçleri de mantoda ısı artışı ve genleşmeye neden olur.Bu iki etki levha tektoniğinin enerjisini oluşturur.Dünyanın iç ısısı olduğu müddetçe dünya ""aktif"" olacaktır.

Yerkabuğu yani litosfer levha-plaka olarak adlandırılan parçalardan oluşur.Parçaların sayısı farklı kaynaklarda değişik sayıda ifade edilmekle birlikte 20 kadar olduğu konusunda fikir birliği var.Çünkü 100 km² den milyonlarca km² büyüklüğe kadar olmaları, biribirinin parçası veya farklı levha konusunda görüş birliğini zorlaştırıyor.Pasifik ve Antartika levhaları en geniş olanlarıdır.Ana levhalar Afrika,Antartika,Avustralya,Avrasya,Kuzey Amerika,Güney Amerika ve Pasifik levhalarıdır.Okyanusların altında okyanusal levhalar yer alır,bunların kalınlığı 15 km den azdır.Okyanusal levhalar sürekli yenilendiği için en yaşlısı 180 milyon yıl yaşındadır,Karasal levhalar daha kalındır.Karasal levhaların yaşı 4 milyar yıldır. Amerika karasal levhalarının kalınlığı orta kesimlerinde 200 km yi bulmaktadır.

İkinci Dünya Savaşı ve sonrasında denizlerdebilimsel araştırmalar arttı.Deniz tabanlarında rift-yarıklar olduğu görüldü.Gerek deniz tabanı gerekse karasal riftlerde uzaklaşma,yakınlaşma ve yanalşekilde hareketler olmaktadır.

Biribirinden uzaklaşan denizel levhalarda riftden çıkan mağma deniz tabanlarında sırtlar oluşturur.Mağma, aradaki boşluğunkapanıp kaynamasına neden olur.Uzaklaşma devam ettiği sürece tekrar çatlamakta,bu olay milyonlarca yıldır yinelenmektedir.Su ile temas eden mağma tipik 'yastık lav' şeklinde donar.Atlas okyanusu deniz tabanı sırtı İzlanda ve Asor adalarında yeryüzüne çıkar.İzlanda'da 27 km uzunluğundaki riftden mağma yeryüzüne çıkmıştır.Atlas Okyanusu sırtı kuzeyden güneye uzanır.Güney ucunda doğuya dönüp Hint ve Pasifik Okyanuslarına ulaşır.Denizaltı açılma yarıklarının uzunluğu 80 000 km yi bulur.Asor adaları,sırtın su üstüne çikmış başka bir parçasıolup volkanik etkinliklerden kaynaklanan termal sularından sağlık amaçlı yararlanılır.Atlantik Sırtının kuzey ucundaki İzlanda da termal sular yönünden zengindir,karların ortasında sıcak su keyfi yaşanır.Başkent Reykjavik'in anlamı 'tüten körfez'dir.1963 yılında balıkçılar İzlanda açıklarında yanan bir gemi gördüklerini sandılar.Bunun su altında etkinleşen bir volkan olduğu anlaşıldı.10 Günde 200 metre yükselen bir ada ortaya çıktı.Ateş devi surt'dan dolayı Surtsey diye adlandırıldı bu ada.

Karasal uzaklaşan levhalar üzerindeki yarılmalar geleceğin okyanuslarının ilk adımlarıdır.Atlas Okyanusu 200 milyon yıl önce yoktu.Eski ve yeni dünyanın arasında ortaya çıkmıştır.Günümüzde devam eden okyanus oluşum süreci Hatay-Doğu Afrika arasında yaşanmaktadır.Hataydan başlayan yarıkta Asi nehri,Şeria nehri,Taberiye gölü,Lut gölü,Vadi Araba,Akabe körfezi,Kızıldeniz,Afar,Doğu Afrika gölleri çanağıyer alır.20-30 milyon yıl önce Afrika ve Arabistan tek parça idi,Kızıldeniz yoktu.Arabistan levhasının kuzey-kuzeybatı yönüne hareketiyle oluşum başladı.Uzaklaşan karasal levhalar arasında çökme de görülür.Lut gölünün bulunduğu çanakta su yüzeyi -394metre ve göl tabanı -720 metredir.Buzul çağlarında Ölüdeniz vadisi canlı,verimli,tatlı su gölleriyle kaplı yeşil vadi idi.Ölüdeniz fayı bitki örtüsünden yoksun ve üzerinde yerleşim alanları az olduğu için rahatça gözlenebilmektedir.

Afar çukuru da Kızıldenizin güneyindeki Cibuti'dedir.Deniz seviyesinden 120 metre aşağıda bulunan Afar,Kızıldenizden koparak ayrılmıştır,kalın tuz tortularıyla kaplıdır.1978 de volkanik etkinlikte Afrika-Arabistan levhalarının arası bir günde 120 cm açılmıştır.Kızıldeniz tabanındaki riftden çıkan mağma da deniz tabanında donup kalmaktadır.

Biribirine yakınlaşan levhalarda ağır olan denizel levha karasal levhanın altına dalarak mantoya batar.Mantonun dalma-batma bölgesinde hacim ve basınç artar.Yanardağlar bu bölgelerde etkindir.Pasifik Okyunusu çevresinde sıralanan yüzlerce volkan ""ateş çemberi"" olarak adlandırılır.Dalma-batma alanlarında denizaltı çukurları oluşur.Dünyanın derin çukurları,Pasifik levhasının Avrasya levhasının altına daldığı batı Pasifik kıyılarında sıralanmıştır.Dünyanın en derin çukuru olan Mariana-Guam (11034 metre derinlikte), Pasifik levhasının Filipinler levhası altına daldığı alanda oluşmuştur.Biribirine yakınlaşan karasal levhalarda kırlma,yükselme,dağ oluşumları görülür.Hindistan levhası güney Asyaya çarparak Himalayalar ve Tibet platosunu oluşturmuştur.Kuzeye hereket devam ettikçe yörede depremler var olmaktadır.Everest'in 8848 m olarak ifade edilen yüksekliği son ölçümlerde 8850 metre olmuş yani Everest de yükselmeye devam etmektedir.Avrasya ve Afrika levhalarının arasındaki sınır Akdeniz içinden İstanbul boğazına kadar uzanır.Bu sınır boyunca Akdeniz çanağı daralmaktadır.Dalma-batma ve çarpışma alanlarında derin odaklı depremler oluşur.Volkanik etkinlikler de dalma-batma ve rift -yarık alanlarda ortaya çıkar.

Yanal hareketli-transform faylar daha çok depremlere neden olur.Volkanik etkinlik görülmez.Bizim KAF da yanal hareketli faylardandır.Fay boyunca Anadolu Bloku batıya kayarken fayın kuzeyindeki Avrasya levhası doğuyu kaymaktadır.Fayın kuzey ve güneyindeki şehirler biribirinden uzaklaşmaktadır.Yanal hareketli faylardan biri da Kaliforniyadaki San Andreas fayıdır

Güney Afrikanın altındaki sıcak bir alanGüney Afrikayı yukarı doğru itmektedir.Yerkürenin erimiş dış çekirdeğinden gelen ısı ağır ağır yükselerek yerkabuğuna baskı yapıyor.Kabuk parçalanıyor,mağma yeryüzüne çıkıyor.Aynı türden bir sıcak bölge de güneybatı Pasifik altında bulunuyor.Deprem dalgaları soğuk ortamda hızlanır,sıcak ortamda yavaşlar.Bundan yola çıkılarak yapılan manto sismik görüntülemesinde iki sıcak sütun hemen fark ediliyor.İki 'süper sütun' Ekvatorun iki yanında yer alıyor.Afar bölgesinde sıcak alan yeryüzüne kadar ulaşarak yükselmesine ve volkanik etkinliklere neden oluyor.Levha Tektoniği kavramının içine ""süper sütun"" un da katılması gerektiği belirtiliyor çünkü levha hareketlerinde süper sütunların da önemli rolleri olduğu belirtiliyor.

Levha hareketleri Süper Kıta oluşumuna naden olur.300 Milyon yıl önce süper kıta Pangea vardı.Pangea'nın parçalanmasıyla bugünün kıtaları ortaya çıkmıştır.Süper kıta oluşum ve parçalanmasının 500 milyon yıllık periyotlarla tekrarlandığı ileri sürülüyor.Günümüzden geçmişe doğru varlığı kabul edilen süper kıtalar şunlardır: 1-Pangea 2-Pannotia 3-Rodinia 4-Columbia 5-Konorland 6-Ur

Bugünkü Ural,Appalaş ve Kaledonyen kuşakları Pangeada vardı ve daha önceki parçalı dönemde deniz tabanlarıydı,birleşme sırasında sıkışıp arada kaynak oluşturan denizel alanlardır.

Dünya iç ısısını, milyarlarca yıl sonra kaybettiğinde :

1-Yeryüzünün suları yüzeyden derine doğru donacak
2-Atmosfer gazları önce sıvılaşıp sonra donacak.
3-Litosfer kalınlaşıp levhalar biribirine kaynayacak
4-Tektonik hareket,deprem,volkan,kaplıca olmayacak
5-Dış çekirdek katılaşacak elektrik üretmeyecek
6-Dünyanın manyetik alanı ve kalkanı olmayacak
7-Pusula yön göstermeyecek
8-Aktif Dünya artık olmayacak.