Jeoloji Nedir – Jeolojinin Tanımı

Jeoloji Nedir – Jeolojinin Tanımı

Jeoloji, Dünyanın gelişme tarihini, yerkabuğunun bileşimini, yapı koşullarını ve evrimlerde egemen olan güçleri inceleyen bilim dalıdır. Yer-yüzündeki dağlar nasıl oluştu? Toprağın yüzeyine biçim veren güçler nelerdir? İşte jeoloji bunlara benzer soruları cevaplandırmaya çalışır.

Eski Yunanlılar Dünyanın yüzeyiyle ilgili birçok buluşlar yapmışlardır. M.ö. V. yüzyılda yaşayan büyük tarihçi Herodot, Mısır’ın topraklarının büyük bir bölümünün Nil ırmağı tarafından taşınmış olduğunu anlamıştır. Herodot ve çağdaşı düşünürler karaların iç kesimlerinde sık sık deniz kabuklarına rastlandığını ve bunun da, bu kesimlerin bir zamanlar denizle kaplı olduğu anlamına geldiğini biliyorlardı. Bu deniz kabukları, bir zamanlar bu denizlerde yaşamış olan hayvanlara aitti, iki bin yıl kadar sonra İtalyan sanatçısı ve bilim adamı Leonardo da Vinci bu tür deniz kabuklarının bulunduğu kayaları inceledi. Leonardo bu kayaların denizler, göller ve ırmaklar tarafından taşınan maddelerin kalıntılarından oluştuğunu ileri sürdü. Bugün hâlâ madenlerin derinliklerinde buna benzer hayvansal ve bitkisel kalıntılar bulunmaktadır.

Bu tür kalıntılar dağlık arazilerde de bulunur. Bu da Dünyanın tarihi boyunca denizlerin ilerleyip gerilediğini ve toprağın yükseldiğini gösterir. XVII. yüzyılda Ingiliz bilim adamı Robert Hooke, Britanya adalarının bir zamanlar denizin altında olduğunu ve daha sonra yükselerek ortaya çıktığını ileri sürdü.

Sadece çok eskiden ölmüş olan hayvan ve bitkilerin vücutları günümüze ulaşmaz. Bazen bir hayvanın ya da bitkinin vücudunun belirli bölümleri kayaçlar içinde iz bırakırlar, işte bu tür kalıntılara taşıl (fosil) adı verilir.

Taşılların kayaların yaşını saptamakta kanıt olarak kullanılması tam anlamıyla ancak XIX. yüzyılın başlarında olmuştur. Birçok araştırıcı taşılları inceleyip sınıflandırmış ve bunları canlı bitki ve hayvanlarla karşılaştırmıştır. Fakat bu araştırıcılar her kaya tabakasının kendine özgü taşılları olduğunu ve değişik tabakalardaki taşılların birbirine benzemediğini farketmemişlerdir. iki değişik yerde bulunan iki kayada birbirine benzer taşıllar bulunursa, bu iki kayanın yaşının aynı olduğunu ileri sürebiliriz. Taşıllar, içinde bulundukları kayaların yaşını saptamakta güvenilir bir kaynak oluştururlar.

Bu yöntem ilk kez İngiltere’de William Smith tarafından kullanıldı. Smith’in görevi, kanalların yapılacağı yerlerdeki toprağı incelemekti. Smith İngiltere’nin kuzey-batısında daha eski kayaların yüzeye yakın olduğunu, güney-doğusunda ise daha genç kayaların yüzeye yakın olduğunu saptadı. Smith’in önerdiği birçok deyim bugün hâlâ jeolojide geniş çapta kullanılmaktadır, örneğin Dünyanın evriminin belirli bir devresine Devon devri adı verilir (günümüzden 405-340 milyon yıl önceki devir). Bu adın verilmesinin nedeni, Devon’da bulunan kayaların büyük bir bölümünün bu devirde oluşmuş olmasıdır. Smith’in Ingiltere’ de çalışmalarını sürdürdüğü sıralarda Fransa’da da Cuvier adındaki bir bilim adamı aynı tür incelemelerde bulunuyordu.

Değişik zamanlara ait kayalar incelendikçe geçmiş yıllar bütün zenginliğiyle gözlerin önüne serilmiştir. Bulunan taşıllar sayısız değişik türün milyonlarca yıllık bir devre boyunca ortaya çıkışını, yavaş yavaş değişmesini ve çoğu kez de ortadan kayboluşunu göstermiştir. İnsan ise, bu uzun yaşam öyküsünde çok yeni bir yaratıktır, içinde taşıl bulunan en eski kayalar Kambriyum dönemine aittir. (Kambriyum adı, Smith’in ilk kez bu tür kayaları bulduğu Galler bölgesinin Latince adı olan Kambriyum sözcüğünden gelir) Kambriyum dönemi 570 milyon yıl kadar önce başlamıştır. Oysa yeryüzündeki en eski kayalar bundan altı kat daha eskidir. Kambriyum döneminden daha eski olan kayalara Kambriyum öncesi kayalar denir. Bu kayaların içinde çok basi birkaç canlının kalıntıları ele geçmiştir. Bu canlıların vücutlarında sert bölümler olmadığı içir bunlar çok ender olarak taşıl oluşturmuştur. Bu çok eski canlıların sayısı büyük bir olasılıklı Kambriyum döneminin başında oldukça fazlaydı.

Bundan 570 milyon yıl öncesi ile 225 milyon yıl öncesi arasındaki devreye Paleozoik dönem ad verilir. Paleozoik, eski hayat anlamına gelir Balıklar ve karada yaşayan ilk yaratıklar bu dönemde ortaya çıkmıştır.

Paleozoik dönemin sonundan, 70 milyon yıl öncesine kadar olan devreye Mezozoik döneni adı verilir. Mezozoik orta hayat anlamına geliri Bu dönem dinozorların ve memelilerin ortayl çıktığı çağdır. Bugün içinde bulunduğumuz del nem ise Senozoik dönem adını taşır. Senozoil sözcüğü yeni hayat anlamına gelir. Bu çağ Mezozoik dönemin sonundan bugüne dek uzanır. Bu dönemde maymun türleri ve insan ortaya çıkmıştır.

Birçok kaya çeşitleri belirli tabakalar oluşturur, örneğin Amerika Birleşik Devletlerindeki Büyük Kanyon’da, Colorado ırmağının her yıl geçmiş olduğu yerler tabaka tabaka görülür. Bu tür kayalara tortul kayaçlar adı verilir. Çünkü bunlar, suların taşıdığı tortulardan, yani çöküntülerden oluşur. Jeologlar kaya tabakalarına katman (stra-tum) derler. Katmanların incelemesini yapan bilim dalına ise stratigrafi adı verilir.

Tortullar, göller, ırmaklar ve denizler tarafından taşınır. Akarsular beraberlerinde taş parçaları taşırlar. Bu parçalar akarsuyun kaynağına yakın yerlerde büyük ve sert kenarlıdır. Suda sürüklendikçe daha küçük, düzgün ve yuvarlak bit biçim alırlar. Akarsuyun ağzına yakın yerlerde ise daha çok kum, çamur ve balçık haline gelirler. Okyanusların dibine de sürekli olarak tortullar çöker. Bu çöküntüler buraya ırmaklar tarafından taşınmış olan kum ya da çamurdan oluşabilir; ya da erimiş bazı maddelerin suyun soğukluğundan dolayı tekrar tortulaşmış şekli olabilirler, ölü hayvan ve bitki kalıntıları da denizlerin dibine çöker. Bunların çok büyükleri olduğu gibi mik-roskopik olanları da vardır.

Bu tortullar yüzyıllar boyunca birikerek kalın tabakalar oluşturur. Alttaki tabakalar üstteki tabakaların ağırlığıyla aşağı doğru itilir. Taş parçaları balçık ya da diğer birleştirici bir madde aracılığıyla birbirine yapışır. Böylelikle tortullar sert, sağlam kayalar haline gelir.

Kumlu tortullar kumtaşını, çamurlu tortullar ise kil taşı adı verilen bir diğer taş türünü oluşturur. Bitki ve hayvan kalıntıları taşıllaşır. Çok küçük kabukların kalıntıları ise kireçtaşı, dolomit ya da tebeşir oluşturur. Tebeşir dönemi adı verilen jeolojik dönemde denizlerin dibinde kalın kireçtaşı ve tebeşir tabakaları birikmiştir. Diğer hayvan ve bitki kalıntıları ise sertleşerek kömür yataklarını oluşturmuştur. Karbon döneminde büyük çapta kömür tabakaları oluşmuştur.
Tortul kaya tabakaları ilk meydana geldiklerinde düzgündür. Bunların bazıları, örneğin Büyük Kanyonun üst tabakaları, milyonlarca yıl hiç bozulmadan durmuştur. Bazıları da Dünyanın hareketlerinin ortaya çıkardığı basınçlar nedeniyle hareketlenmiştir. Gerçekten de bazen tabakalar itilerek büyük kıvrımlar oluşturmuştur. İtalya’nın kuzeyindeki Alp dağları, Güney Amerika’daki And dağları ve Kuzey Amerika’daki Appalaş dağları ve Kayalık dağlar bu tür dağ oluşumlarının örnekleridir.

Bir dağ oluşumu yükselmeğe başladıktan sonra rüzgâr, yağmur ve don tarafından aşındırılmaya başlanır. Dağı oluşturan kayaların yumuşak bölümleri sert bölümlerine oranla daha çabuk aşınır. Böylece, dağın ilk baştaki düzgün kıvrımı bozulur. Sert, sivri bölümler meydana gelir. Yüzeyin hemen altındaki tabakalarda dağın ilk düzgün kıvrımları hâlâ bellidir.

Bazen yüzeydeki kayalardan bir parça, aşağı doğru kayar ya da alttan gelen basınç sonucu yukarı doğru itilir. Bu olayın sonucunda kaya tabakasında fay adı verilen büyük bir çatlak olur. Fayın her iki yanında başka tabaka oluşmaz.

Bazı dağ dizileri fayların oluşturduğu büyük kaya kütlelerinden ibarettir. Amerika Birleşik Devletlerinin batısındaki Sierra Nevada dağlan bu tür dağ dizilerindendir. Fayların oluşturduğu dağların genellikle bir yamaçları diğerinden daha diktir. Örneğin Sierra Nevada dağlarının doğu yamaçları daha diktir.

Bütün kayalar tortullardan oluşmaz. Bir diğer önemli kaya türü kor kayaçlardır. Bunlar, Dünyanın derinlerinden gelen kızgın, erimiş kayalardan oluşur. Bu kayalar genellikle yüzeye, yanardağ patlamalarının püskürttüğü lâvların arasında çıkar. Bu durumda kalın, sağlam kayalar oluşur.

Böyle bir kaya mikroskop altında incelendiğinde çok küçük kristallerden meydana geldiği görülür. Katılaşmış lâv genellikle cam gibidir. Bu tür kayaların kristalleri çok küçüktür.

Erimiş kayalar sıcak, yüksek basınçlı bölgelerden, sıcaklık ve basıncın daha küçük olduğu yüzeye yakın bölgelere doğru yavaş yavaş yol alırlar. Bu kayalar daha toprağın altındayken soğur ve katılaşırlar. Yüzyıllar sonra bu kayanın üzerindeki kayalar aşınırsa, kor kaya da ortaya çıkar.

Toprağın altında kayalar çok yavaş soğur. Böylece, oluşan kristaller büyümek için bol bo! zaman bulurlar, örneğin granit adı verilen kayanın, çıplak gözle rahatlıkla görülebilen tane tane kristalleri vardır.

Yanardağlardan çıkan lâvlar, yanmış maddeler ve küllerle birleşerek koni biçiminde yanardağları oluşturur. Bu dağların oluşması çok uzun sürer. Tortul kayaları, yakınlarındaki erimiş kayalar tarafından ısıtılırsa kimyasal özellikleri değişir. Erimiş kayanın içinde bulunan bazı maddeler tortul kayanın içine geçer. Tortul kayalarının özelliklerinde değişme yapan bir diğer öğe basınçtır, örneğin asbest ya da amyant adı verilen kayalar böyle bir sürecin sonunda oluşur. Bu şekilde değişikliğe uğrayan kayalara başkalaşım kayaları denir.

Tropikal bölgelerden uzaktaki dağların aşınmalarının en önemli nedenlerinden biri buzullardır. Bu büyük buz parçaları U biçimi ovalar oluşturur. Bir günde birkaç santimetreyle birkaç metre arasında yol alan buzullar, yollarında ilerlerken bu ovaların tabanlarını ve kenarlarını adeta cilalayarak düzgün bir hale getirirler.

Kuzey Avrupa’nın tümü ve Kuzey Amerika’nın da büyük bir bölümü, buzulların yaptığı aşınmaların örnekleriyle doludur. Örneğin Norveç kıyılarında denize açılan derin ovaların hepsi çok eski zamanlarda buzullar tarafından oluşturulmuştur. Buzullarla kaplı arazinin, son iki milyon yıl içinde birkaç kez, şimdiki büyüklüğünün birkaç katına çıkmış olduğu bilinmektedir. Buzul çağında güneyde Almanya’ya ve Amerika Birleşik Devletlerinin kuzey kesimlerine kadar olan topraklar buzullarla kaplanmıştır.

Dünyanın tarihiyle ilgili yukarda sözünü ettiğimiz bütün kanıtlar, yüzeydeki kayaların incelenmesi sonucunda elde edilmiştir. Bunun yanısıra jeologlar yeryüzünün bir çeşit röntgenini de çekebilirler. Bunun için depremlerin oluşturduğu dalgalardan yararlanılır. Bu dalgaların bazıları yüzeye çıkmadan önce binlerce kilometre derinlerde yol alırlar. Bu dalgalar, meteoroloji istasyonlarında kaydedilir ve incelenir. Dalgaların hareket hızına ve geçtikleri yollara bakarak bunların içinden geçtiği maddelerin türü saptanabilir. Jeologlar, toprağın altında patlatılan maddelerin yayımladığı dalgaları da saptayabilirler. Bu tür patlamalara yapay depremler de denir.

Deprem dalgalarını inceleyen bilim dalına sismoloji adı verilir. Apollo astronotlarının Aya yerleştirdiği otomatik aygıtlar Aydaki depremleri de kaydetmektedir. Bu aygıtlardan elde edilen bilgiler sayesinde bilim adamları Ayın iç yapısını daha iyi anlamaktadır.
Sismoloji çalışmaları Dünyanın yapısı hakkında oldukça güvenilir bilgiler sağlamıştır, örneğin kıtaları oluşturan kayaların, hafif ve ince bir kabuk olduğu ve bu kabuğur, kalınlığının yer yer 65 kilometreye kadar varan daha ağır kayaların üzerinde yüzmekte olduğu bu çalışmalar sonunda öğrenilmiştir. Bu kalın kaya tabakasının altında ise, Dünyanın merkezine olan uzaklığın aşağı yukarı yarısına kadar uzanan bir kaya tabakası vardır. Olivin (zeberced) adını alan bu kaya, bazen saf biçimde yüzeye de çıkar ve süs taşı olarak kullanılır. Dünyanın merkezinde erimiş biçimde bir çekirdek vardır. Bu çekirdeğin çapı Dünyanın çapının yarısı kadar olup 6 500 kilometredir. Çekirdeğin merkezinin, buradaki büyük basınçtan dolayı sert olduğu sanılmaktadır.

Dağların oluşumunu açıklamak için ortaya atılan en eski kuramlardan biri, Dünyanın ilk ortaya çıktığında erimiş kayadan oluşan bir yuvarlak olduğu görüşüydü. Bu kurama göre milyonlarca yıl sonra Dünya soğumuş ve küçülmüştür. Bu küçülme sonucunda Dünyanın dış yüzeyi buruşmuştur. İşte bu buruşukluklar dağlan oluşturmuştur.

Bu kuram artık geçerli değildir. Bilim adamları Dünyanın içinde dağılmış bir biçimde radyoaktif maddeler bulunduğunu bilmektedirler. Jeologların, kayaların yaşını saptaması için en yararlı yöntemleri işte bu radyoaktif maddeler sağlar. Örneğin birçok kayanın içinde uranyum vardır. Herhangi bir uranyum parçasında bir saniye içinde bazı atomlar kurşuna dönüşür ve bu sırada dışarı ışınım yayar. Böylece, içinde uranyum bulunan bir kayanın yaşını saptamak için küçük bir uranyum parçasının içindeki kurşun miktarına bakılır. Kayaların yaşını saptamakta kullanılan bir radyoaktif madde de stronsiyumdur. Stronsiyum da rubidyum adındaki elemente dönüşür. İçlerindeki radyoaktivite miktarı ölçülerek yaşı saptanan en eski kayalar dört milyar yıllıktır. Bugün, dağların oluşumundaki en önemli gücün kıtaların birbiriyle çarpışması olduğuna inanılmaktadır. Kıtaların Dünyanın yüzeyi üzerinde hareket ettiği görüşü ilk kez 1915 yılında tartışılmıştır. Fakat bu kuramın genellikle kabul edilmeye başlanması ancak 1950’lerde olmuştur. Kanıtların büyük bir bölümü kayaların mıknatıslılığı-nın ölçülmesine dayanıyordu. Bir kayanın mıknatıslılık derecesi, bu kayanın ilk oluştuğu zamanki durumunu belirten çok önemli bir ipucudur. Mıknatıslılık derecesine göre bir jeolog, bir kayanın kutuplara mı, ekvatora mı yakın yerlerde oluştuğunu ve oluştuktan sonra yön değiştirip değiştirmediğini anlayabilir. Deniz dibindeki kayalar üzerinde yapılan ölçmeler büyük okyanusların yataklarının genişlemekte olduğunu göstermiştir. Okyanus yataklarının merkezlerinde sürekli olarak yeni deniz dibi maddeleri ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, örneğin Avrupa ve Afrika kıtaları, Kuzey Amerika ve Güney Amerika kıtalarından uzaklaşmaktadır.

Yorum yazın