·

Levha Tektoniği

YAZAR:felis agnosticus

Levha tektoniği, Dünyanın dış katmanını oluşturan levhaların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşimlerini açıklayan bilimsel teoridir. Bu levhalar, yer kabuğu ile üst mantonun en üst bölümünden oluşan litosferin (taş kürenin) parçalarıdır. Kıtaların zaman içinde yer değiştirmesi, okyanusların açılıp kapanması ve dağların oluşumu bu hareketlerle ilişkilidir. Depremlerin ve volkanik etkinliklerin büyük bölümü de levhaların sınırlarında gerçekleşir. Levha tektoniğinin nasıl işlediğine geçmeden önce, bu teorinin gelişimine kısaca göz atalım.

20. yüzyılın başlarında Alman meteorolog ve jeofizikçi Alfred Wegener, kıtaların geçmişte bir arada bulunduğunu ve zamanla birbirinden uzaklaştığını öne sürdü. 1912’de ortaya koyduğu kıtaların kayması görüşünü, kıyıların bir yapboz gibi birbirine uymasına ve bugün okyanuslarla ayrılmış kıtalarda benzer fosillerin, kayaçların ve geçmiş iklimlere ait izlerin bulunmasına dayandırdı. Wegener’e göre kıtalar, geçmişte Pangea adını verdiği tek bir süperkıtanın parçalarıydı ve bu büyük kara kütlesinin parçalanmasıyla bugünkü konumlarına ulaşmıştı. Ancak bu kıtaları hareket ettiren kuvvetleri yeterli biçimde açıklayamaması, görüşünün bilim dünyasında kabul görmesini güçleştirdi.

Resim: Pangea’nın parçalanması ve kıtaların günümüzdeki konumlarına ulaşması

Yeryüzünün zaman içinde değiştiği düşüncesi, Wegener’den çok önce James Hutton ve Charles Lyell gibi jeologların çalışmalarında yer bulmuştu. Lyell’ın görüşlerinden etkilenen Charles Darwin, Beagle Yolculuğu kitabında değindiği ve 1842’de yayımlanan Mercan Resiflerinin Yapısı ve Dağılımı adlı eserinde de ayrıntılı olarak ele aldığı çökme hipotezini geliştirdi. O dönemde Lyell’ın da savunduğu görüş, halka biçimindeki mercan resiflerinin (atollerin) su altındaki volkan kraterlerinin kenarlarında geliştiği yönündeydi. Darwin’e göre bu resifler, adalar yavaşça çökerken çevrelerindeki mercanların yukarı doğru büyümesiyle oluşuyor, ada su altında kaldığında geriye halka biçiminde bir resif kalıyordu. Bu hipotez, mercan resiflerinin oluşumunu yer kabuğunun düşey hareketleriyle ilişkilendirerek okyanus tabanının zaman içindeki değişiminin anlaşılmasını sağladı.

1928’de Arthur Holmes, manto içindeki ısı kaynaklı dolaşımın (konveksiyon akımlarının) kıtaları hareket ettirebileceğini öne sürerek bu harekete fiziksel bir mekanizma önerdi. II. Dünya Savaşı sırasında ve sonrasında gelişen sonar teknolojisi, okyanus tabanının ayrıntılı biçimde haritalandırılmasını sağladı. Manyetik ölçümler, tabanı oluşturan kayaçların geçmişine ilişkin yeni bilgiler sundu.

Bu araştırmalarla ortaya çıkan bulgular, 1960’ların başında Harry Hess ve Robert Dietz’in geliştirdiği deniz tabanı yayılması görüşüne temel oluşturdu. Bu görüşe göre, okyanus ortası sırtlarında yükselen magma soğuyup katılaşarak yeni okyanus kabuğunu oluşturuyor, oluşan kabuk da zamanla sırtın iki yanına doğru uzaklaşıyordu. 1963’te Frederick Vine ve Drummond Matthews, okyanus tabanındaki manyetik şeritlerin oluşumunu deniz tabanının yayılmasına ve Dünyanın manyetik alanının geçmişte yön değiştirmesine bağlayan bir hipotez geliştirdi. Lawrence Morley de aynı yıl, onlardan bağımsız olarak aynı hipotezi öne sürdü. Kayaçların sırtlardan uzaklaştıkça yaşlanması ve sırtların iki yanında birbirine karşılık gelen manyetik şeritlerin bulunması, deniz tabanı yayılması görüşünü destekleyen güçlü kanıtlar sağladı.

1965’te J. Tuzo Wilson, iki levhanın ortak sınırları boyunca birbirine göre yatay olarak yer değiştirdiği fayları tanımlamak için transform fay kavramını ortaya koydu. Daha sonra Dan McKenzie, Robert Parker, Jason Morgan ve Xavier Le Pichon gibi jeofizikçiler, levhaların Dünya yüzeyindeki hareket yönlerini ve hızlarını hesaplamaya yarayan matematiksel modeller geliştirdi.

Bu gelişmelerle birlikte 1960’ların sonlarında kıtaların kayması, deniz tabanı yayılması ve levha sınırlarındaki hareketler, levha tektoniği teorisi çerçevesinde bir araya geldi.

Levhalar nasıl hareket eder?

Litosfer (taş küre), yer kabuğu ile üst mantonun en üst ve katı kısmının birleşmesiyle oluşan, Dünyanın en dıştaki sert ve kırılgan katmanıdır. Litosferin hemen altında, üst mantonun daha sıcak ve kolay şekil değiştirebilen astenosfer tabakası yer alır. Astenosfer büyük ölçüde katıdır; ancak jeolojik zaman ölçeğinde yavaşça akabilir.

Tektonik levhalar, astenosferin üzerinde hareket eder. Levhalar yalnızca kıtaları taşımaz; aynı levhada hem kıtasal litosfer hem de okyanusal litosfer bulunabilir. Bu nedenle levha sınırları, kıtaların kıyılarıyla her zaman örtüşmez.

Resim: Dünyanın iç katmanlarının şematik gösterimi

Levhaların hareketinde, mantodaki konveksiyon akımları ve kütleçekim etkisi birlikte rol oynar. Mantodaki sıcak kayaçların yavaşça yükselmesi ve daha soğuk kayaçların derine doğru batması, ısıyı taşıyan akımlar oluşturur. Bu ısı aktarımına konveksiyon adı verilir ve levhalar da bu sistemin bir parçasıdır. Kütleçekim, özellikle levha çekmesi ve sırt itmesi yoluyla levhaların hareketine katkıda bulunur.

➤ Levha çekmesi, okyanusal litosferin soğuyup yoğunlaşarak mantoya batmasıyla ortaya çıkar. Okyanus ortası sırtlarında oluşan okyanusal litosfer, sırttan uzaklaştıkça soğur ve kalınlaşır. Yeterince yoğunlaştığında, bazı levha sınırlarında başka bir levhanın altına dalarak kendi ağırlığıyla mantoya batar. Batan bölüm, bağlı olduğu levhanın geri kalanını da çekerek hareket ettirir.

➤ Okyanus ortası sırtları, çevrelerindeki deniz tabanından daha yüksekte bulunur. Sırtlardaki sıcak okyanusal litosfer, bu yükseklik farkı nedeniyle kütleçekimin etkisiyle sırtlardan uzaklaşır ve levhanın geri kalanına itme kuvveti uygular. Bu mekanizmaya da sırt itmesi adı verilir.

Levhalar, birbirlerine göre genellikle yılda birkaç santimetre hareket eder. Günümüzde bu hareketlerin yönü ve hızı, GPS gibi uydu tabanlı ölçüm sistemleriyle doğrudan belirlenebilir. İnsan ömrüne kıyasla küçük görünen bu yer değiştirmeler, milyonlarca yıl içinde kıtaların konumlarını ve okyanusların biçimini değiştirir. Okyanus ortası sırtlarında yeni okyanusal litosfer oluşurken, dalma-batma bölgelerinde eski okyanusal litosfer mantoya geri döner. Böylece Dünyanın yüzeyi, levha hareketleriyle sürekli yeniden şekillenir.

Levha sınırları

Levhalar, birbirlerine göre hareket yönlerine bağlı olarak üç çeşit sınır oluşturur: uzaklaşan, yakınlaşan ve transform sınırlar. Bu sınırlardaki hareketler, farklı jeolojik olaylara yol açar.

● Uzaklaşan levha sınırları, iki levhanın birbirinden ayrıldığı bölgelerdir. Bu sınırda yükselen manto kayaçları, basıncın azalmasıyla kısmen erir. Oluşan magma yüzeye doğru yükselip katılaşarak yeni kabuk oluşturur. Okyanus ortası sırtlarında gerçekleşen deniz tabanı yayılması bu sürecin örneğidir. Uzaklaşma bir kıtanın içinde başladığında, yer kabuğunun gerilerek incelmesi ve kırılmasıyla rifting adı verilen bir süreç gerçekleşir ve bu sürecin sonunda rift vadileri oluşabilir. Ayrılma devam ederse zamanla yeni bir okyanus havzası gelişebilir. Atlas Okyanusundaki Orta Atlantik Sırtı ve Afrika kıtasındaki Doğu Afrika Rift Sistemi, uzaklaşan levha sınırlarına örnektir.

Resim: Uzaklaşan levha sınırlarında rift vadisinin ve ardından yeni bir okyanus havzasının oluşum aşamaları

● Yakınlaşan levha sınırları, iki levhanın birbirine doğru hareket ettiği bölgelerdir. Bu sınırlarda okyanusal litosfer, başka bir levhanın altına dalarak mantoya batabilir. Dalma-batma adı verilen bu süreç, derin okyanus hendeklerinin oluşmasına, depremlere ve volkanik etkinliğe yol açar. İki levhanın kıtasal bölümleri karşılaştığında, kıtasal kabuk sıkışıp kalınlaşır ve yükselerek büyük dağ sıralarını oluşturur. Himalayalar, Hindistan ve Avrasya levhalarının çarpışmasıyla oluşmuş ve günümüzde de yükselmeyi sürdüren bir örnektir.

● Transform levha sınırları, iki levhanın ortak sınır boyunca birbirine göre yatay olarak yer değiştirdiği bölgelerdir. Bu hareket sırasında yeni litosfer oluşmaz ve mevcut litosfer mantoya batmaz. Fay boyunca sürtünme nedeniyle hareketin engellendiği kesimlerde gerilim birikir. Biriken gerilimin ani kaymayla boşalması depremlere yol açar. Pasifik ve Kuzey Amerika levhaları arasındaki San Andreas Fayı, bu sınır türünün bilinen örneklerinden biridir.

Kıtaların geleceği

Kıtaların konumları kalıcı değildir; ancak levhaların mevcut hızlarının ve yönlerinin aynı kalacağını varsayarak gelecekte nerede bulunacaklarını hesaplayamayız. Yeni levha sınırları oluşabilir, mevcut sınırlar ortadan kalkabilir ve levhaların hareket yönleri değişebilir. Bu nedenle uzak geleceğe ilişkin haritalar, farklı jeolojik varsayımlara dayanan olası senaryoları gösterir.

Araştırmacılar, kıtaların yaklaşık 200–300 milyon yıl sonra yeniden bir süperkıta oluşturabileceğini öngörüyor. Bunun nerede ve nasıl gerçekleşeceği konusunda farklı modeller var. Bunlardan birkaçı aşağıda verilmiştir:

▰ Pangea Proxima (Pangea Ultima) senaryosu: Atlas Okyanusu kapanır ve Amerika kıtaları Avrupa ile Afrika’ya yaklaşarak birleşir.

▰ Novopangea senaryosu: Pasifik Okyanusu kapanırken Atlas Okyanusu genişlemeyi sürdürür. Amerika kıtaları Asya’ya yaklaşarak birleşir; kuzeye ilerleyen Avustralya da bu kara kütlesine katılır.

▰ Amasia senaryosu: Antarktika dışındaki kıtalar, Kuzey Kutbu çevresinde birleşir; Antarktika ayrı kalır.

▰ Aurica senaryosu: Hem Atlas hem de Pasifik okyanusları kapanırken Asya’nın bölünmesiyle yeni bir okyanus açılır; kıtalar ekvator çevresinde birleşir.

Resim: Gelecekteki süperkıtanın oluşumuna ilişkin dört farklı senaryo (Kaynak: New Scientist, 2017; Türkçeye uyarlanmıştır.)

Elbette bu senaryoların hiçbiri geleceğin kesin haritası değildir; her biri levha hareketlerinin farklı biçimlerde gelişmesi durumunda ortaya çıkabilecek bir kıta düzenini gösterir.

Kaynaklar:

PAYLAŞ
Keşfet