JEOLOJİ NEDİR ?
*Jeoloji, YERBİLİMİ olarakta bilinir. Ana inceleme konusu Dünya olan bilim dalı. Maden yataklar, su, doğal enerji kaynakları, petrol zemin etüdü ve depremleri inceler.
Yer bilimi. Yer kabuğunun bileşimi, yapısı ve tarihi ile ilgilenir. Jeoloji ilmi, yeryüzünde yaradılışından itibaren yaşamış canlıları ve çeşitlerini de inceler. Ay ve meteor taşlarının incelenmesi de jeolojinin konusudur. Dar anlamda özellikle ortalama kalınlığı 35 km olan “yerkabuğunun” bilimidir. Bu şekli ile jeoloji yeryüzünü ve yeryüzü ile insan toplulukları ilişkisini inceleyen coğrafyadan ve yerküresini bütün olarak fiziksel metodlarla araştıran jeofizikten ayrılır. Ancak, bugün bu üç bilim dalı ve bunlara katılan Jeokimya, oseanografi ve meteoroloji yalnızca yerbilimleri adı altında toplanmaktadır.
JEOLOJİNİN TARİHÇESİ :
*Modern jeoloji ilminin kuruluşu 200 seneyi geçmez. Yunanca “ge” yer anlamına gelir. Jeoloji, yer bilimi demektir. Eski çağlarda taşların ve toprakların zamanla değişikliğe uğradıkları az da olsa biliniyordu. Beşinci yüzyılda Herodot taşlara, fosillere dair gözlemlerde bulunmuştur. Bilhassa Mısır’da Nil yatağında ve deltasında yaptığı fosil incelemeleri önemlidir. Daha sonra İbn-i Sina, El-Biruni, Ömer Hayyam gibi bilgin ve düşünürler de bu konuda incelemeler yapmışlardır.
On yedinci yüzyılda yer kabuğunun tabakalardan meydana geldiği ve tortu maddelerinin zamanla sıkışarak yeni tabakalar meydana getirdiği anlaşılarak üst üste binme kanununun temel prensipleri atıldı. On sekizinci yüzyılda yerkabuğunun katlarının meydana gelmesi için çok uzun zamanlar geçtiği ve katlar arasında fosillerin bulunduğu anlaşılınca jeolojik zaman kavramı meydana çıktı. On dokuzuncu yüzyılda jeolojistler, jeolojinin genel teorilerinden sıyrılıp teferruatlı incelemelere girdiler. 1860’ta Kuzey Amerika’da yapılan incelemelerde, kayaçlarda Mesozoik ve Tersiyer zamanlardan kalma bol miktarda omurgalı hayvan kemikleri bulununca, Hutton ve Playfair’in çok önceleri iddia ettikleri yerkabuğunun uzun zaman sürerek meydana gelmesi ve yerkabuğunun zamanla kırılıp alttaki tabakaların yüzeye çıkarak daha genç tabakalar üzerinde yer alması üst üste binme kanunu kabul edilerek jeoloji ilminin gelişmesi bu tarihten itibaren başlamış oldu.
On dokuzuncu yüzyılın ortasında Buzul Jeolojisi önem kazandı. Bazı bölgelerde ana kayaçın üzerinde çok ince malzemeden iri malzemeye kadar meydana gelen bir tabakanın bulunduğu tesbit edildi. Ancak 1840’ta İsviçreli Louis Agassiz buzulların malzeme hareketine sebeb olduğunu ileri sürdü. Alp vadilerindeki bazı tabakaların buzullar tarafından sürüklenerek Kuzey Avrupa’dan getirildiği ve buzulların erimesiyle taşınan malzemenin buralarda kaldığı ileri sürüldü. Buna benzer gözlemler Buzul Jeolojisinin kabul görmesini sağladı.
Jeolojinin diğer bir bölümü de Ekonomik Jeolojidir. 1848’de altının California’da ve Avustralya’da bulunması veAmerika ileAvrupa’daki hızlı endüstrileşme; kömür, demir ve diğer cevherlere olan ihtiyacı çoğalttı. Bu konuda jeolojinin yardımı arandı. Petrolün keşfedilmesi ve buna olan ihtiyacın artması, petrolün meydana gelmesinin araştırılması ihtiyacını doğurdu. Jeoloji bilgileri petrol bölgelerinin tesbitinde kullanıldı. Bütün bunlarda yer altı tabakaları daha yakından incelendi ve jeoloji üç boyutlu bir cephe kazandı. Madenciliğin ilerlemesi ile jeoloji, maden cevherlerinin oluşumunda uygulanmaya başladı. 1860-1870’lerde yeni aletlerin özellikle polarize mikroskopların ortaya çıkmasıyla, jeoloji alanında ilerlemeler görüldü. Genel olarak 0, 025 mm civarında kalınlıklı pekçok mineral veya kayaçın ışık geçirdiği tesbit edildi. Bu suretle kesin bir şekilde minerallerin tanınması ve iç yapısı belirlenmeye çalışıldı. Kristal kayaçlar mineral bileşenlerine göre sınıflandırıldı. Bu suretle jeolojinin petroloji ve petrografi gibi önemli dalları ortaya çıktı.
Yirminci yüzyılda jeolojinin genel çerçevesi ortaya çıkmıştı. Ancak yeni aletlerin yapılması, konuların daha belirli ortaya çıkmasını sağladı. Bu zamanda en çok etkili konu Kıtaların Kayması Teorisi olmuştur. Eskiden beri GüneyAmerika’nın Afrika’nın batı kısmı ile benzeşimi dikkati çekmiştir. Bunların vaktiyle beraber olduğu çeşitli kimseler tarafından söylenmişse de dikkat çekmemiştir. Ancak Alman jeofizikçisi Alfret Wegener, 1912’de bütün kıtaların tek bir kara parçasından meydana geldiğini ileri sürmüştür. Şimdiki durumun ise, bunların değişik bölünme ve kaymalar sonucu ortaya çıktığını savunmuştur. Ancak bu ayrılmayı meydana getirecek mekanizmanın belirlenememesi ileri sürülen iddianın kabulünü geciktirmiştir. 1960-1962 arasında Amerikalı Robert Diotz ve H.H. Hess’nın Deniz Tabanı Yayılması teorisiyle kabul edilebilir bir mekanizma ortaya konulmuştur. Buna göre ayrılma deniz tabanında meydana gelen çatlaklar sonucu kıtalar birbirlerinden sürekli uzaklaşmaktaydılar. Deniz tabanında yapılan incelemeler bu teoriyi desteklemektedir. Jeolojinin gelişmesinde önemli bir yeri de X ışınlarının kristallere olan uygulamasıdır. Kristallerdeki üç boyutta X ışınının kırılmalarından atomların dizilişi belirlenebilmektedir. Bu tesbitle, jeolojinin bir dalı olan mineroloji laboratuvarlarında X ışını aleti vazgeçilmez bir cihaz olmuştur. Elektron mikroskobla küçük fosillerin incelenmesi, jeolojinin ilerlemesine ayrı bir boyut kazandırdı.
Türkiye’de jeoloji:
* Türkiye’de bugünkü anlamıyla jeoloji 20. yüzyılın başlarında kurulmuş, günümüze kadar gelişmeler göstermiştir. 1915 yılında İstanbul Darülfünun jeoloji kürsüsüne Alman Walther Penek çağrılmış Vefa’da bir konaktaki jeoloji ve mineroloji enstitüsünü yönetmiş, öğretim ve araştırma alanlarında çalışmalara girişilmiştir. O devirde Penck ve yardımcısı Hamit Nafiz Pamir, İstanbul Boğazı ve çevresi ile Bursa ve Uludağ’da geziler yapmış, jeolojik yayınlarda bulunmuşlardır. 1935 yılında bir yandan Maden Tetkik Arama Enstitüsü (MTA) faaliyetlerine girişirken, bir yandan da üniversite ve bazı yüksek okullarımızda jeoloji öğretimi araştırmaları ilerleme yoluna girmiştir. MTA’nın yayınladığı birçok kitaplar yanında, jeolojik araştırmaların önemli yer tuttuğu bir dergi düzenli olarak, daha sonra Türkiye Jeoloji Kurumu kurularak bültenler yayınlanmıştır. Bu arada Türkiye’nin 1.800.000 ölçekli ve 8 paftalık jeoloji ve tektonik haritaları yayınlanmış (1946), daha sonra 1.500.000 ölçekli ve geliştirilmiş bir jeoloji (18 pafta) haritası çıkarılmıştır. Bu gelişmeler sırasında İstanbul Üniversitesi ve İstanbul Teknik Üniversitesinde de jeoloji üzerine çalışmalar olmuş ve büyük gelişme sağlanmıştır. Yer kabuğunun bileşimi ve yerin içi: Yerkabuğunun % 99 kadarı taş, mineral ve madenlerden meydana gelmiştir. Yerkabuğunda taşların bileşimine giren başlıca elementler şunlardır. Oksijen (%46.71), silisyum (%27.69), alüminyum (%8.07), demir (%5.05), kalsiyum (%3.65), sodyum (%2.75), potasyum (% 2.58) ve mağnezyum (% 2.08).
Mineraller
, tabiatta bulunan ve belirli kimyasal bileşimi olan homojen cisimlerdir. Çoğunluk katı ve anorganiktir. Kaya tuzu (NaCl) ve necef taşı (SiO2) gibi. Civa sıvı halde inorganik, tabiatta ya çeşitli kristaller halinde bulunur veya şekilsiz (amorf) halde olur. Jeolojinin esas konusu içine giren yer kabuğunun ana maddesi olan taşlar, ya mineral topluluklarıdır veya bir tek mineralin çok sayıda birleşmesinden doğmuşlardır. Mesela granit ve andezit çeşitli minerallerden meydana gelmiş, mermer ve kuvarsit ise tek bir mineralden teşekkül etmiştir.
Sayıları binden çok olan minerallerin on veya on beş kadarı geniş ölçüde taşların bileşimine katılmıştır. Bu mineraller, kuvars, feldispat, mika, amfikol, piroksen, olvin, granat, karbonat (kalsit) ve tuzlar (özellikle jips)dır. Yerkabuğunun yapısında katkıları bulunan minerallerle madenler kavramları üzerinde de durmak gerekir. Mineral daha önce de bahsedildiği gibi tabiatta bulunan, belirli kimyasal bileşimi olan, homojen, bir kısmı kristaller halinde, bir kısmı şekilsiz olarak teşekkül etmiş cisimlerdir. Madenler ise, yerkabuğunda filiz denilen bileşimler halinde bulunan cisimlerdir ki, bunlar yerin çeşitli derinliklerinden maden cevheri olarak çıkarıldıktan sonra ergitilerek işlenir duruma getirilen maddedir.
Jeoloji biliminin dalları: Jeoloji, yerkabuğunun maddesini, tarih sırasına göre incelediği için tarih bilgilerinden, maddelerin fizik, kimya ilminden, fosilleri anlamak için biyoloji ilminden istifade eder. Konularına göre jeoloji birçok bilim dallarına ayrılır.
Jeofizik
: Jeofizik, yerkabuğundaki, atmosferdeki ve okyanuslardaki maddelerin fiziksel yapısını inceler. Deprem dalgalarının yayılışı, jeofizik konularına ışık tutar.
Jeokimya
: Jeokimya elementlerin kimyasal yapılarını inceleyerek onların bulunuş yer ve zamanını tayin etmeye çalışır. Yüksek sıcaklık ve basınçta ne gibi değişmeler gösterdiğini inceler. Laboratuvarlarda kilometrelerce derinlikteki toprağın altında sıcaklık ve basınçtan maddenin nasıl etkilendiğini tesbit edebilir.
Mineroloji
: Yerkabuğu kayaçlardan, kayaçlar da birçok minerallerin karışımından meydana gelmiştir. Mineroloji kimyasal yapılarını ve kristal yapılarını inceler. Minerallerin formları ve kristal yapıları ışık mikroskobu ve elektron mikroskoplarla incelenerek tabiattaki bulunuş şekilleri, endüstrideki üretim usulleri üzerinde bilgi edinilir.
Petroloji
: Kayaç maddelerinin başlangıcı, tarihi ve zamanla değişimleri üzerinde inceleme yapar. Petroloji aynı zamanda minerallerin meydana geliş şekillerini yüksek hararet ve basınç altında fiziksel ve kimyasal özelliklerinin değişmesini inceler.
Paleontoloji
: Paleontoloji, jeolojik devirlerde yaşamış hayvan ve bitkilerin taşlaşmış kalıntılarını (fosil) kayaçlar arasında bularak inceleyen jeoloji dalıdır. Paleontoloji aynı fosillerin bulunduğu yer kabuğu katlarının aynı jeolojik devre rastlamasını ipucu alarak jeolojik devirlerin zamanlamasını belirlemekte jeolojiye büyük ölçüde yardımcı olur.
Jeomorfoloji
: Jeomorfoloji yüzeydeki kara şekillerini ve bunların jeoloji tarihlerini inceleyen joloji dalıdır. Jeomorfolojinin bir dalı olan paleomorfoloji ise, jeolojik devirlerde yüzeyde olup sonra gömülen yüzey karaların yapısını inceler.
Jeolojik değişmeler: Jeolojik değişmeler, dünyanın dış kabuğunu çok değiştirmiştir. Değişmelerin herbiri milyonlarca sene sürmüştür. Yüzeydeki değişmeler bilinmekle beraber, yerkabuğu içlerinde de değişmeler olmaktadır. Değişmeleri meydana getiren maddeler gaz (atmosfer), sıvı (hidrosfer) veya katı (litosfer) olabilir. Bu üç madde beraber olarak da değişmeleri meydana getirebilir. Su hava ile, kaya su ile, hava kaya ile temasa geçer.
Yerkabuğunun derinliklerindeki değişmeleri incelemek çok zordur. Dünyanın merkezi yeryüzüne 6400 km mesafede olmasına rağmen, henüz 8 km derinliğe kadar delinerek inceleme yapılabilmiştir. Derinlerde sıcaklık 2200-2800°C’ye kadar çıkmaktadır. Basınç ise atmosfer basıncının 3, 5 milyon katına ulaşmaktadır.
Yerküresinin iç yapısı: Dünyanın manyetik ve çekim sahalarından, aytaşları ve meteorların incelenmesinden, sismik incelemelerden elde edilen ipuçları ile yerkürenin iç yapısı hakkında bilgiler elde edilebilmektedir.
Yer kabuğunun dış kayalık kısmının kalınlığı oldukça ince olup, yüksek dağlar altında 50 km deniz okyanusları altında 4 km kadardır. Kalın tabakalar granit yapıya sahipken, ince tabakaları bazalt yapı meydana getirir. Yerkabuğunun altında 3000 km kalınlıkta gittikçe yoğunluğu artan katı bir tabaka mevcuttur. Ayrıca, 6.900 km çapında en içte yüksek basınç altında ergimiş bir kütle halinde çekirdek kısmı vardır.
Volkan patlaması
: Volkan patlaması, ergimiş olan içerdeki kütlenin (mağma) yerkabuğunun bir noktasından dışarıya çıkıp yayılmasıdır. Yerkabuğu üzerine çıkan mağma, “lav” ismini alır. Lavların soğuması ile volkanik kayaçlar meydana gelir. Mağmanın meydana gelişi, iç hareketler sırasında sürtünmelerden açığa çıkan enerji ile kayaçların erimesi sonucu olarak düşünülmektedir. Diğer bir düşünce olarak da, radyoaktif maddelerin biraraya gelmesi ile açığa çıkan ısı enerjisinin kayaçları eritici tesirinin olduğu kabul edilmektedir.
Yerkabuğunun hareketi: Tektonik hareketler genel olarak çok yavaş olur. Mesela dağların yer kabuğunun kırılarak meydana gelişi jeolojik devilerde milyonlarca sene gibi çok uzun zamanda olmuştur. Yer kabuğunda yukarı doğru hareketi ile okyanus dibindeki karalar yüzeye doğru itilerek yeni kıtalar meydana gelmiştir. Bunun tam tersine yerkabuğu aşağı doğru çökerek sular altında kalmıştır.
Yerkabuğunun hareketi esnasında bazı kayaçlar büyük gerilimler altında kalarak şekil değiştirir. Devamlı basınç altında kayaçların kırılması ile gerilmelerinde ani değişiklik olur ki, bu olayın zelzelelerin bir sebebi olduğu sanılmaktadır. Alp Dağları, Apalanş Dağları, Sierra Nevada Dağları, yerkabuğunun böyle hareketleri sonunda meydana gelen en güzel örneklerdir.