Yer kabuğunu oluşturan kayaçlar (püskürük, tortul, başkalaşım)

Yer kabuğunun ana malzemesi taşlardır. Çeşitli minerallerden ve organik maddelerden oluşan katı ve doğal maddelere taş ya da kayaç denir. Taşlar ya organik maddelerden, ya minerallerden ya da bunlardan kopan parçaların doğal bir çimento ile birleşmesinden oluşur.

Yer kabuğunu oluşturan kayaçlar

Yer kabuğunun ana malzemesi taşlardır. Çeşitli minerallerden ve organik maddelerden oluşan katı ve doğal maddelere taş ya da kayaç denir. Taşlar ya organik maddelerden, ya minerallerden ya da bunlardan kopan parçaların doğal bir çimento ile birleşmesinden oluşur. Ancak bu kayaçların bir kısmı bazı olaylar sonucu değişik özellikler kazanarak çeşitli adlar almıştır.

Petrografi, kayaçların mineralojik bileşimlerini, yapı ve dokularını inceleyen, onları tanımlamaya çalışan ve gruplayıp sınıflandıran bir bilim dalıdır.

Mineral; doğal şekilde oluşan homojen, belirli bir kimyasal bileşime sahip, kristal yapıları olan inorganik katı maddelerdir.

Her bir mineral farklı elementten oluşur. Örneğin, mika minerali muskovit ve biotit elementlerinden meydana gelmiştir. Her bir kayaç ise farklı mineralden oluşur. Aşağıdaki şekillerde granitin, gnaysın ve kum taşının hangi minerallerden meydana geldiği gösterilmiştir.

Mineraller üç temel özelliğe sahiptirler;

1. Kristal yapılı doğal maddelerdir.
2. İnorganik bileşiklerdir.
3. Çok az değişen belli bir kimyasal bileşimlere ve fiziksel özelliğe sahiptirler.

Bir bileşiğin mineral olabilmesi için, bu üç özelliği bir arada göstermesi gerekir. Mineralleri inceleyen bilim dalına mineroloji denir.

Kısaca doğadaki elementler birleşerek mineralleri, mineraller de birleşerek kayaçları meydana getirmiştir. Kayaçlar; bileşimleri, oluşumları, kimyasal ve fiziksel özellikleri göz önüne alınarak çeşitli gruplara ayrılır. Yer üstünde ve içinde bulunan tüm kayaçların kökeni mağmadır. Mağmanın soğuyarak katılaşması sonucunda oluşan kayaçların bir kısmı zamanla ve çeşitli etkilerle değişime uğramıştır. Böylece özellikleri birbirinden farklı kayaç grupları ortaya çıkmıştır. Kayaçlar oluşum şartları ve kökenlerine göre üzere üç gruba ayrılır.

Kayaçlar mineral topluluklarıdır. Kayaçlar tek bir mineralden oluşabileceği gibi (mermer, kireç taşı, kuvarsit), birden fazla mineralin bir araya gelmesinde de oluşabilirler (granit, bazalt). Yer kabuğunun altında erimiş kayaçlara mağma, yeryüzüne çıkan sıvı ve akışkan mağmaya ise lav denir.

PÜSKÜRÜK (MAGMATİK) KAYAÇLAR

Mağmanın yeryüzünde ya da yeryüzüne yakın yerlerde soğuyup katılaşmasıyla oluşan kayaçlara püskürük (mağmatik) kayaçlar denir. Bu nedenle püskürük kayaçlara katılaşım kayaçları da denir. Yeryüzünde ilk oluşan kayaç türüdür. Soğumanın yeryüzünde veya derinlerde meydana gelmesi püskürük kayaçların yapısı üzerinde büyük rol oynar. Mağmatik kayaçların dokusu mağmanın veya lavın soğuma hızına bağlıdır.

Derinlerdeki yavaş soğuma gözle görülebilen iri kristallerin (tanelerin) oluşmasına neden olur. Yüzeyden derine doğru gidildikçe kristaller büyümektedir. İç püskürüklerde soğuma yavaş olduğu için iri kristalli yapıya sahiptir. Çok sert ve açık renkli olup yoğunlukları fazladır. Kayaçlardaki mineral taneleri büyütme olmaksızın, kolaylıkla gözle gözle görülebilir. Örneğin granit, siyenit, diyorit ve gabro.

Lav akıntılarında ve bazı yüzeylerde yeryüzüne yaklaşan lavlarda hızlı soğuma oluşabilir. Havayla temas nedeniyle soğuma hızlı olduğu için küçük kristalli, camsı veya süngerimsi bir yapı özelliği gösterirler. Kayaçlardaki mineral tanelerini büyütme olmaksızın görmek olanaksızdır. Örneğin bazalt ve andezit.

Lav bazen o kadar hızlı soğur ki lavın tüm bileşenleri kristal bir yapının gelişmesi için gerekli olan zamana sahip olamaz. Bu tür hızlı soğuma sonucunda obsidiyen gibi doğal cam oluşur.

Püskürük Kayaçların Genel Özellikleri

Yeryüzünde oluşan ilk kayaçlardır.

Fosilsizdirler.

Mağmanın çeşitli sıcaklıklarda katılaşmasıyla kayaçlar meydana geldiği için kristalli ve yarı kristalli olabilirler.

Tabakalı bir yapıları yoktur.

Kütle halindedirler.

Taneli bir yapıya sahiptirler.

İç püskürük kayaçlar derinlerde geç soğuyarak oluştukları için kristal yapıları iri olur.

Dış püskürük kayaçlar yüzeyde hızlı soğuyarak oluştukları için ince ve camsı kristal yapıya sahiptirler.

İç Püskürük Kayaçlar

Mağmanın yerin derinliklerinde yavaş yavaş soğuyup, katılaşmasıyla oluşan kayaçlara iç püskürük kayaçlar denir. Soğuma yavaş olduğu için genellikle çok sert ve iri tanelidirler. Bu taşlar her ne kadar yerin altında oluşmuşlarsa da dış kuvvetlerin zamanla üstlerindeki tabakaları aşındırması sonucu açığa çıkarlar. En tanınmış örnekleri granit, siyenit, gabro ve diorittir.

Dış Püskürük Kayaçlar

Mağmanın yeryüzüne çıkıp (lav), yeryüzünde soğumasıyla oluşan kayaçlara dış püskürük kayaçlar denir. Soğuma, lavların atmosfere temas etmesi nedeniyle hızlı olduğu için çoğunlukla küçük tanelidirler. Dış püskürük taşlara örnekler; bazalt, andezit (Ankara taşı), obsidyen (volkan camı), sünger taşı (Bimstein) ve tüf lerdir.

TÜFLER

Tüfler aşınmaya karşı dirençli değillerdir. Tüfler, hem sel sularıyla hem de rüzgârlarla kolayca aşındırılabilirler. Volkanik sahalarda tüfler arasında yer yer dirençli kayaçlar (bazalt gibi) bulunabilir. Bu tür alanlarda yamaçlar sel sularıyla ve rüzgârların etkisiyle aşınmaya uğrar. Bu aşınma olayı devam ederken dirençli kayaların altındaki kısımlar aşınmadan kalır. Böylece yamaçta sivri kuleler şeklinde oluşumlar belirir. Üzerinde şapka şeklinde birer kaya parçası bulunan bu kule biçimindeki şekillere, görünüşlerinden dolayı peri bacası denilmiştir. Anadolu'da, Ürgüp, Göreme, Uçhisar ve Ihlara Vadisi'nde görülürler.

TORTUL (SEDİMENTER) KAYAÇLAR

Tortul kayaçlar, yer kabuğunda farklı koşullar altında oluşmuş püskürük, tortul ve metamorfik kayaçların dış kuvvetler (akarsular, rüzgârlar, buzullar veya deniz akıntıları) tarafından aşındırılması ve meydana gelen çeşitli büyüklükteki kayaç parçalarının taşınarak çukur sahalarda (göl, deniz ve okyanus tabanları gibi) biriktirilmesi sonucu oluşurlar. Bu olaya genel anlamda tortulanma (sedimentasyon) denir. Tortulanmanın devamında altta kalan tabakalar üzerlerine biriken tabakalar tarafından büyük bir basınç etkisiyle sıkıştırılarak taşlaşırlar. Bu yolla oluşan kayaçlara da tortul kayaçlar denir.

Tortul taşları, püskürük ve başkalaşmış taşlardan ayıran en önemli özellik fosil içermeleridir. Bu fosiller sayesinde kayaçların yaşı ve oluştuğu dönemdeki iklim şartları ile ilgili bilgi elde edilebilmektedir.

Tortul Kayaçların Oluşum Safhaları: Ufalanma (aşınma, parçalanma, ayrışma): Ana kayaç çeşitli etkenlerle (hava, su, donma olayı, canlılar gibi) gerek fiziksel gerek kimyasal gerekse biyolojik yollarla değişmeye uğrayarak ufalanır.

Taşınma: Ufalanma olayı sonucunda parçalanan ve değişik boyutlarda parçacıklara ayrılan materyaller akarsular, rüzgârlar ve buzullar tarafından taşınırlar. Tanelerin taşınması sırasında çakıl ve kum parçacıkları birbirlerine çarptıkça gelişen aşınmayla, parçacıkların büyüklüğünün azalıp keskin köşe ve kenarları düzleşir. Taşınma uzaklığı arttıkça kayaç tanelerinin yuvarlaklığı da artış gösterir.

Çökelme (tortullaşma, birikme, depolanma): Mineral veya organik maddelerden oluşan parçacıkların su, rüzgâr, dalga ve buzullarla taşınıp; taşıyıcı faktörün hızının azalması, yükü taşıyamaz hale gelmesiyle taşınan mineral ya da taş parçacıkları oldukları yerde üst üste birikirler ki (deniz, göl, akarsu ve karalarda) bu olaya çökelme ya da depolanma denir.

Taşlaşma: Parçacık ve minerallerin bir bütün olarak bir arada tutulması (çimentolanma, sıkışma) sürecidir. Çökelme ortamlarında biriken malzemelerin, birikimlerinden sonra kayaç haline geçinceye kadar geçirmiş oldukları olayların tümüne denir. Çamur gibi ince taneli malzemenin taşlaşması için genellikle sıkışma tek başına yeterli olurken, kum ve çakıl gibi malzemelerin, tortul kayaca dönüşebilmesi için çimentolanma olayı gerekli bir süreçtir.

Tortul (Sediment) Kayaçların Genel Özellikleri

Oluşumları çok uzun yıllar gerektirir.

Tabakalı ve gözenekli olma özelliği gösterirler.

Oluşum şekillerine göre; fiziksel, kimyasal ve organik kayaçlar olarak üç çeşittir.

Bu kayaçlar belirli bir tortulanma dönemi sonucu oluştuğuna göre sınırları (tavan ve tabanları) bellidir.

Tortul kayaçlar bazı koşullar dışında gözle görülebilir mineral veya kristal içermezler.

Yer kabuğunun çok derinliğine kadar inmezler. Genelde yer kabuğunun üzerinde yayılımları çok fazladır.

Yer kabuğu hareketleriyle (orojenik hareket) kırıklı ve kıvrımlı bir yapıda olabilirler.

Tortul kayaçları oluşturan tabakalar farklı zamanlarda oluşmuştur.

Fosil içerirler.

Fiziksel (Kırıntılı) Tortul Kayaçlar

Akarsuların, rüzgârların ve buzulların, her çeşit taştan koparıp taşıdığı parçaların karalardaki çukur yerlerde veya deniz, göl diplerinde üst üste yığılmasıyla oluşan kayaçlardır. Bu taş kırıntıları üzerlerinde biriktirilen diğer malzemelerin uyguladıkları basınç etkisiyle doğal bir çimento ile birbirlerine birleşip taşlaştırılırlar. Böylece kil taneleri birleşerek kil taşı (şist), kum taneleri birleşerek kum taşı (gre), çakıl taneleri birleşerek çakıl taşı (konglomera), köşeli taş kırıntıları birleşerek breş oluşurken, diğer bir fiziksel tortul taş ise marndır.

Kimyasal Tortul Kayaçlar

Suda çözünme özelliğine sahip kayaçların, suda çözünerek başka alanlara taşınıp tortulanması ile oluşan kayaçlardır. Örneğin, alçı taşı (jips), traverten, sarkıt, dikit, kireç taşı (kalker), kaya tuzu, dolomit, çakmak taşı (sileks)'dır.

Organik Tortul Kayaçlar

Deniz, göl veya karasal ortamlarda yaşayan bitki ve hayvanların, öldüklerinde çökelerek tabakalar halinde taşlaşmasıyla oluşan kayaçlardır. Örneğin, mercan kalkeri, tebeşir ve kömür (turba, linyit, taş kömürü ve antrasit) dür.

KÖMÜR NASIL OLUŞUR ?

Kömür, bitkilerin bataklık alanlarda birikmesi sonucu oluşan tabakaların değişime uğraması sonucu meydana gelmiştir. Bu tabakalar üzerine çeşitli çökeltilerin birikmesi ve yer kabuğu hareketleri sonucu derinliklere gömülmüştür. Gömülmüş olan bu bitkiler; artan ısı ve basınca maruz kaldıklarında bünyelerinde fiziksel ve kimyasal değişikliğe uğrayarak kömüre dönüşürler. Bu basınç milyonlarca yıl içinde gerçekleşerek kömürler organik olgunluklarına göre turba, linyit, taş kömürü ve antrasit gibi türlere ayrılır.

Bitkiler öldükten sonra bakteriler etkisiyle değişime uğrar. Eğer su altında kalarak değişime uğrarsa, karbon (C) miktarı artarak kömürleşme başlar. Kömürün, karbon miktarı %60 ise turba, karbon miktarı %70 ise linyit, karbon miktarı %80 – 90 ise taş kömürü, karbon miktarı %94 ise antrasit adını alır.

BAŞKALAŞIM (METAMORFİK) KAYAÇLARI

Tortul ve püskürük kayaçların yer kabuğu hareketleri sırasında çok yüksek basınç ve sıcaklık etkisi altında kalmaları ile oluşan kayaçlardır. Bu etkilerle taşlar ezilir, erir ve yeniden katılaşır. Kayaçların yapıları, görünüşleri tamamen değişir. Bu olaya başkalaşım (metamorfizma), bu yolla oluşan kayaçlara başkalaşım (metamorfik) kayaçları denir. Metamorfizma sırasında kayaçlar, mineral bileşimlerini, dokularını ya da her ikisini birden değiştiren ve böylece yeni kayaçlar oluşturacak yeterlilikte ısı ve basınç etkisi altına girerler. Bu dönüşümler kayacın erime sıcaklığının altında gerçekleşir; aksi takdirde mağmatik bir kayaç olur. Yer'in kıtasal kabuğunun büyük bir bölümü metamorfik ve mağmatik kayaçlardan oluşmuştur. Üzerini ise tortul kayaçlar örtmüştür.

Kalker metamorfizmaya uğrarsa mermere,

kil taşı metamorfizmaya uğrarsa mika şiste,

kum taşı metamorfizmaya uğrarsa kuvarsite,

granit metamorfizmaya uğrarsa gnaysa,

kömür metamorfizmaya uğrarsa elmasa

dönüşerek metamorfik kayaç halini alır.

Ayrıca metamorfik kayaçlara; serpantin, mika şist, amfibolit ve fillad gibi başka örneklerde verilebilir.

Yer kabuğunda derinlik arttıkça sıcaklık ve basınç artacağından metamorfizma hem daha kolay oluşu hemde oluşan metamorfizmanın şiddeti artar.

Günümüzden çok eski zamanlarda oluşmuş, oluştuğu günden bugüne kadar şiddetli yer kabuğu hareketleri geçirmiş, kırılmış ya da kıvrılmış arazilere masif (kalkan) adı verilir. Bu tür araziler metamorfik kayaçların bulunduğu yerlerdir. Dolayısıyla masif alanlar yer kabuğu kareketliliğin sınırlı olduğu yerler olması nedeniyle şiddetli depremlerin olmayacağı alanlardır.

Metamorfik Kayaçların Genel Özellikleri

Genellikle kristalli bir yapıya sahiptirler.

Metamorfizmaya özgü yeni mineraller içerirler.

İlk kayaca ait tabakalı yapı kaybolabilir.

Metamorfizma derecesi çok düşük olan kayaçlarda ender olarak fosil bulunabilir.

Büyük masifler (kütleler) halinde bulunabilirler.