Astenosfer Nedir? Özellikleri Nelerdir?

Yer’in iç yapısı bilinmezliklerle doludur. Kabuktan yerin merkezine inildikçe artan sıcaklık (jeotermal derece denir, 33 metrede 1 °C artar) nedeniyle, araştırma ve inceleme yapmak belli metrelerden sonra olanaksızdır. Bu konudaki çalışmalarla jeofizik bilimi ilgilenir. Yer’in iç yapısı hakkındaki bilgiler, genelde deprem dalgalarının (P ve S) davranışlarından elde edilir.

Yer’in içinin bilinmesinin tarihi milattan önceki yıllara kadar gider. Antik Yunan ve Roma’da, volkanların yerin içindeki Ateş Tanrılarının faaliyetleri olduğu düşünülmüştür. Lav püskürten dağların, Tanrıların bir gazabı olduğuna inanılmıştır.

Yer fiziğiyle ilgili çalışmalar, Yer’in çapının belirlenmesi ve sonrasında Yer’in yoğunluğunun ne olabileceği gibi sorulara cevap verebilir. Bu konuda çalışan bilim adamları, yerin tümüyle homojen olmadığı konusunda fikir birliğindedir. Yer’in yoğunluğunu bilebilmek için onun büyüklüğünü, çevresini bilmek zorundayız.

Bilgilerimiz ışığında, Yer’in çapını, buradan da hacmini hesaplamak mümkün olabilmektedir. Yoğunluğun hesaplanması ise başka çalışmaları gerektirir ve sadece dolaylı yollardan bilinebilir. Örneğin, kütlesi bilinen metal küreler arasındaki çekim gücü ile Dünya ve Ay arasındaki çekim güçlerinin karşılaştırılması gibi.

Bilimsel araştırmalar Yer’in yoğunluğunun 5,52 g/cm3 olduğunu ortaya koymaktadır. Yüzeye yaklaştıkça bu yoğunluk düşmekte ve 2,5-3 değerlerine gerilemektedir. Bu nedenle Yer’in merkezine doğru yoğunluğu artan malzemelerden oluştuğu düşüncesi kuvvet kazanmaktadır. İşte burada, jeofizik bilimi ve deprem dalgalarının bu katmanlar içinde yayılma süratleri devreye girer.

Özellikle P ve S dalgalarının hızları, içinden geçtikleri malzemelerin yoğunluğu ve esneklik özellikleriyle saptanır. Yoğunluk arttığında, dalgaların hızlan doğaldır ki, azalacaktır. Daha esnek malzemede ise hız artacaktır. Eğer Yer tümüyle homojen maddelerden meydana gelmiş olsaydı; deprem dalgalarının hızlarında bir değişiklik olmayacak, onlar yerin merkezine kadar aynı hızla ilerlemiş olacaklardı.

P ve S dalgaları farklı yoğunluktaki bölgelerden geçerken, aynen bir çubuğu suya daldırdığımız da farklı bir ortama geçmiş olması nedeniyle görüntüsünün kırılması gibi, onlarda kırılır ve yansır. Bu konudaki detaylı araştırmalar sonucunda, Yer’in merkezi, yani çekirdeğinden yüzeye kadar olan kesitinin birçok farklı özellikteki mineral kompozisyonlarından oluştuğu anlaşılmıştır.

Yer’in iç kesimini genelde iki bölümde inceleyebiliriz. Bunlardan biri katmaların kompozisyonları ve diğeri de katmanların mekaniksel özellikleridir. Şu benzetmelerle konuya açıklık getirebiliriz: Örneğin su ve yağ aynı mekanik özelliklere sahiptir. Her ikisinin de kompozisyonu sıvı durumudur. Ancak, su ve buz aynı kimyasal bileşime sahip olmalarına rağmen, farklı mekanik özellikleri vardır.

Çekirdek: Yer’in yüzeyinden 2900 km derinlikte yer alır. Yaklaşık çapı 6960 km’dir. Daha önce de belirttiğimiz gibi, çekirdek hakkındaki bilgilerimiz deprem dalgalarının çekirdek içindeki yayılım hızına bağlıdır. Özellikle sismik boyutlandırma çalışmaları, çekirdek ile onun üstündeki manto arasındaki sınır hakkında önemli bilgiler verir.

Çekirdeğin yoğunluğu ve bileşimi için özellikle meteorlar önemli veri sunar. Göktaşlarının Güneş Sistemi’nin kalıntısı olduğu düşüncesinden yola çıkarak, çekirdeğin bileşimi ve yoğunluğunun bilinmesi mümkün olabilir. Örneğin demir ve nikel alaşımlarından oluşan göktaşları, Yer çekirdeğinin bileşimi ve yoğunluğu hakkında bilgi verebilir.

İç ve dış çekirdeğin bileşimlerine gelince, yeryuvarı kabuğunda yer alan yaygın minerallerden oluşmadığı görülecektir. İç ve dış çekirdek genelde saf demir içerir. Ancak demir, dış çekirdekte yoğunluk özelliği nedeniyle tek başına bulunamaz ve daha az yoğun olan elementlerle yoğunluğu düşmüş olarak bulunabilir. İç çekirdeğin de yalnız başına demirden meydana geldiği düşünülemez, yanında nikelin de olduğu göktaşları üzerinde yapılan laboratuvar deneylerinden anlaşılmıştır.

Dış çekirdek ile manto arasındaki sıcaklığın, yaklaşık 2500-5000 °C arasında olduğu tahmin edilmektedir. İç çekirdek yoğun basınç altında olduğundan, burada bir ergime söz konusu olamaz. Dış çekirdek ise daha az basınç altında olduğundan ve sülfür içeriği nedeniyle, bu bölgede sıcaklık düşmesi meydana gelir. Demir nikel alaşımından daha düşük sıcaklıkta ergiyen demir-kükürt karışımı dış çekirdeği ergimiş hale getirir. Bu nedenle iç çekirdek katı, dış çekirdek ise kıvamlı akıcı haldedir.

Manto: Dış çekirdek sınırından yerkabuğunun alt sınırına kadar olan bölüm, Yer’in mantosu olarak bilinir. Yer-yuvarı hacminin yüzde 83,02’sini ve çekirdekten daha hafif olduğu için de Yer kütlesinin yalnızca yüzde 67,77’sini oluşturur.

Manto konusunda tarihsel çalışmaların başında, 1909’da sismolog Andrija Mohoroviçiç’in 30 km derinlikte yine deprem dalgalarının yayılım özelliklerini kullanarak bir süreksizliğin varlığını keşfetmesi gelir. Yugoslav sismoloğun bu farklığı keşfetmesinin sonrasında, yerkabuğu ile manto arasındaki bu sınıra Moho adı verildi. Bu sınırın derinliği değişkendir. Kıtaların altında 20-90 km derinde olup, ortalama 35 km’dedir. Deniz tabanının altındaki derinliği ise 5-10 km arasında değişmektedir.

Bu kuşak bazı magmalan üretir ve plastik akış özelliği içerir. Bu özelliği nedeniyle litosfer levhalarının bu akışkan üzerinde bir sal gibi hareket ettiği bilinmektedir.

Kayaç içeriği olarak magmatik peridotitinG) manto için en uygun kaya tipi olduğu tahmin edilmektedir. Peridotitin okyanusal kabuk ve üst mantonun oluşturduğu ofiyolit(2) isimli magmatik kayaç istiflerinin alt kısımlarını temsil ettiği düşünülür. Mantoda, 300 km derinlikten gelen elmas içeren kimberlit bacalan(3) gibi volkanik kayaçlar da kapanımlar halinde bulunur.

Kabuk: Yeryuvarın kabuğu konusundaki çalışmalar oldukça fazladır ve bu konuda birçok bilinmezlik çözülmüş durumdadır. Çekirdek ve mantonun düşey yönde değişikliğe uğradığı gözlenebilirken, kabuğun hem düşey hem de yanal yönde değişikliğe uğradığı yapılan araştırmalar sonucunda ortaya konulmuştur. Levha kuramına göre, deprem dalgalarının düşük hızla yayıldığı mantonun üst kısmının bir bölümü kabukla birlikte litosferi oluşturur. İki tip kabuk olduğunu biliyoruz. Bunlar kıtasal ve okyanusal kabuk ya da litosferdir. Kabuk, mantodan daha az yoğundur ve kayaç özellikleri bakımından daha karmaşık yapıya sahiptir.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.