02 dunyamiz

YER’İN TEMEL ÖZELLİKLERİ

GENEL BİLGİLER

Bu bölümde Yer’in şekli, yerçekimi ve izostazi,

yerin manyetik alanı (jeomanyetizma), kayaların

mıknatıslanması ve paleomagnetizma,

yerin sıcaklığı,

yerin katmanları, magmatizma, volkanizma

gibi dünyamızın genel yapısını anlamayı kolaylaştıran

ve çevre ile ilişkilerini kurmaya katkı sağlayan bazı

özgül (karakteristik) nitelikler sunulacaktır.

Bu sunu Prof.Dr. Ali Yılmaz’ın sunu örneğinden modifiye edilmiştir

Yeryuvarı’nın Güneş etrafında dolanımı ve mevsimlerin oluşumu

YERİN ŞEKLİ

• Jeoid, Yer’in çeküllere her noktada dik olan bir Yer yüzeyinin

oluşturduğu ve yaklaşık olarak okyanuslar seviyesindeki yerküresini tanımlar. Yani, Jeoid, kıtalara doğru devam ettirilerek uzatılan ortalama deniz düzeyinin yüzeyi olarak gözetilen Yer’in şeklidir.

• Sferoid ise okyanusta deniz seviyesi üzerinde, dolayısıyla jeoidin biraz üzerinde kıtalarda ise jeoidin biraz altında yer alır. Yani, sferoid, hafifçe yassı bir elipsoidin ana ekseni etrafında dönmesiyle meydana gelen üç boyutlu sferoidal yüzey şeklidir. Genel olarak bir küreden az bir şey farklı bir yer şeklidir.

• Bu terimler, Yer ile ilgili bazı hesapları kolaylaştırmak amacıyla ortaya konulmuş ve Yer’in şekli hakkında doğruya en yakın bilgiyi sistemleştirmek üzere değerlendirilmektedir. Yer’in şekli de gözetilerek coğrafi bilgi sistemleri (CBS) oluşturulmuştur. CBS’nin yardımıyla Yer’in herhangi bir noktası tanımlanabilmektedir.

Jeoid ve Sferoid’in karşılıklı ilişkileri ve yeryüzüne göre

durumları (Ketin,1977).

Yerin boyutları

• Yer’in ekvator yarıçapı: 6378.4 km

• Yer’in kutuplar yarıçapı: 6356.9 km

• Yer’in ortalama yarıçapı: 6371 km

• Yer’in ekvator (enlem) çevresi: 40.077 km

• Yer’in kutuplar (boylam) çevresi: 40.009 km

• Yer’in basıklık oranı: (a, ekvator, b, kutup

yarıçapları ile temsil edilmektedir).

YERİN BİLEŞİMİ

• Yer’in bileşiminde en yaygın elementler Fe, O, Si,

Mg, ve Ni’dir.

• Diğer elementler %1 dolayında yada çok daha az

miktarda bulunmaktadır.

• Kıtasal kabuğu oluşturan başlıca oksitler ise

SiO2, Al2O3, CaO, FeO, Fe2O3, Na2O, MgO ve

K2O’ dir.

Yeryuvarının bileşimi: Elementler yönüyle % olarak

(Ketin, 1977).

• Fe % 34.6 O 29.5 Si 15.2 Mg 12.7

• Ni 2.39 S 1.93 Ca %1.13 Al 1.09

• Na 0.57 Cr 0.26 Mn 0.22 P 0.10

• Co %0.13 K 0.07 Ti 0.05

YERÇEKİMİ

• Salınım yapan bir sarkacın devinimi, boşluğa

bırakılan yada havaya fırlatılan bir cismin yeryüzüne düşmesi, dünyanın bir çekim kuvvetine sahip olduğunun açık belirtileridir.

• Yerçekimi, Yer’in kütlesinin Yer’in merkezine doğru uyguladığı kuvvettir. Newton’un yerçekimi yasası, F=G (m1m2)/r

2 formülü ile ifade edilmektedir.

• G, yerçekimi sabitesidir ve değeri 6.673x10-8 cgs olarak kabul edilir.

İzostazi (isostasy),

• İzostazi (isostasy), isos (eş) ve stasis (ayakta duran)

sözcüklerinden türemiş olup, ‘dengede olan’

anlamına gelmektedir.

• İzostazi, Yer’i oluşturan levhaların kuramsal

olarak dengede olma halidir.

• Günümüzde, yerkabuğunun kütleleri ve yoğunlukları

birbirinden farklı kimi bloklardan yada levhalardan

oluştuğu ve bu parçaların kendi aralarında dengede

oldukları bilinmektedir.

YER’İN MANYETİZMASI

(JEOMANYETİZMA)

• Yer küresinin büyük bir mıknatıs gibi davrandığı,

İngiliz saray doktoru William Gilbert’in “De Magnete” adlı eserini yayımladığı 1600 yılından beri bilinmektedir.

• Daha sonra Alman matematikçi Gauss (1839) Yer’in manyetik alanının büyük kısmının bizzat yerin içinden, değişken olan küçük bir bölümünün ise Yer’in dışından gelmekte olduğunu saptamıştır.

• Yer’in manyetizması, Yer’in günümüzde bir mıknatıs gibi davranmasını sağlayan özelliklerinin incelenmesidir.

Manyetik alanın kökeni

• Bullard (1955) tarafından öne sürülen Dinamo Kuramı’na

göre Yerin metalik ve sıvı olan dış çekirdeği “kendi

kendini işleten bir dinamo (self-exciting dinamo) gibi

davranmaktadır. Kuramın fiziksel yönü, manyeto-

hidrodinamik bir olay olarak değerlendirilmektedir.

• Yer’in dış çekirdeğinde sürekli olarak gelişen termal

konveksiyon hareketi elektrik akımını oluşturmaktadır. Bu

akım Yer'in asıl manyetik alanını meydana getirmektedir.

Yerin manyetik ekvatoru (Coch ve Ludman, 1991).

Manyetosferin şematik görünümü ve yaklaşık boyutları

Kayaların mıknatıslanması ve

paleomanyetizma

• Bir cismin mıknatıslığı (manyetik oluşu), cismi

oluşturan atomlar içindeki elektronların hareketinden

ileri gelir.

• Elektronların hareketi iki çeşittir. 1- Çekirdek etrafındaki

yörünge hareketi, 2- Elektronların kendi eksenleri

etrafındaki dönme hareketidir ki buna da iğ yada spin

hareketi (spin motion) denir.

• Elektronların bu hareketlerinden her biri bir manyetik

alan oluşturur ve bir cismin manyetizmanın asıl nedeni

de budur.

• Bazen Atomun net bir manyetik momenti oluşmaz. Böyle bir olaya

diamanyetizma ve bu tür cisimlere diamanyetik cisimler denir.

Kuvars, feldispat, tuz, kalsit, altın, gümüş, kükürt, su ve buz gibi

cisimler başlıca dia-manyetik cisimlerdir.

• Bazı cisimler zayıf bir manyetik moment oluştururlar. Bu olaya

Paramanyetizma, cisimlere de paramanyetik cisimler denir.

Fayalit, Piroksen, Biyotit, Granat gibi cisimler Mn+2, Fe+3 ve Fe+2

iyonlarını kapsarlar ve para manyetik cisimlerdir.

• Atomların karşılıklı olarak birbirlerini etkiledikleri cisimlerde

ferromanyetizma gelişmektedir. Demir, nikel, titan gibi metaller ve

bunların oksitleri olan magnetit, hematit, ilmenit gibi cisimler

ferromanyetik cisimlerdir

Paleomanyetizma

• Kayalardaki doğal kalıcı manyetizmanın

yönlerinin (declination ve inclination)

ölçülmesi yolu ile Yer'in manyetik alanın

jeolojik geçmişteki durumunun

incelenmesine paleomanyetizma denir.

Elektromanyetik dalgalar,

manyetik kirlenme ve insan sağlığı

• Isıl etkiler, vücut tarafından yutulan elektromanyetik enerjinin ısıya

dönüşmesi ve vücut sıcaklığını arttırması olarak tanımlanır. Bu

sıcaklık artışı, ısısının kan dolaşımı ile atılarak dengelenmesine dek

sürer. Cep telefonları gibi RF dalgalarının neden olabileceği sıcaklık

artışı çok düşük olup vücudun olağan işleyişi ile etkisizleştirilebilir.

• Isıl olmayan etkilere bağlı olarak RF dalgalarının etkili olduğu iddia

edilen bozukluk ve hastalıklar arasında beyin faaliyetinde

değişiklikler, uyku bozuklukları, dikkat bozuklukları ve baş ağrıları

bulunmaktadır. Ancak bu sorunlar, yüksek dozlar ve uzun sürelerde

devam eden elektromanyetik faaliyetler sırasında meydana gelir.

YERİÇİNİN SICAKLIĞI

• 30 m’den sonra Yer'in kendi ısısı etkili olmaya başlar ve

100 m derinlik için 2-3 oC, ya da km başına 30 oC sıcaklık artışı olur.

• Ergimiş durumda olan Astenosfer'in başladığı 100 km derinlikte sıcaklık 2000-3000 oC kadardır. 40 km derinklikte yaklaşık 500-1200 oC lik sıcaklıklara erişilir.Yer sıcaklığının derinlikle artma hızına jeotermik gradyan (geothermal gradient) denir. Yerin içinden yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine yerin ısı akısı (terrestrial heat flow) denir.

• Isı akısının miktarı (q)= jeotermik gradyan (r) x ısı iletkenliği (K) olup, ısı iletkenliği birim alandan bir saniyede geçen ısı miktarı (mkal/sm/san/oC) olarak tanımlanır.

Isı aksının yerkabuğundaki yanal ve dikey değişimi.

Magmatizma

• Magmaya ilişkin tüm süreçlere magmatizma, magmanın yeryüzüne

çıkmadan yerkabuğu içinde gelişimini tamamlarken meydana gelen

süreçlere plütonizma, magmanın yeryüzüne çıkarak çeşitli volkanik

kayaların oluşumuna yol açan süreçlerine de volkanizma denir.

Reaksiyon dizileri

Magmatik yapılar

Başlıca volkan örnekleri, a: kalkan, b: koni, c: kaldera

Volkanların çıkardığı maddeler:

• 1- Lavlar, 600-1200oC sıcaklıkta yeryüzüne çıkar ve daha

sonra soğurlar.

• 2- Piroklastik kayalar, iri parçalı olanlara aglomera, orta

boyutlu olanlara tüf, ince taneli olanlara kül denir. Ayrıca

volkanik bomba, lapilli (küçük lav parçaları) gibi taneler

etrafa yayılır.

• 3- Gazlar ve buharlar, H2O, HCI, H2S, H2, CO, CO2, CI,

F2 (florür), HF, SiF4, N2 (azot), Ar (argon), CH4 (metan)

ve amonyak (NH3)

YERİN KATMANLARI

• Yer’ in iç kesimlerinden dışa doğru çekirdek (iç ve

dış çekirdek olmak üzere ikiye ayrılmakta), manto

(iç ve dış manto olmak üzere ikiye ayrılmakta) ve

litosfer sıralanır.

• Bu katmanların her birinin kendine özgü ortalama

yoğunluğu, basıncı, sıcaklığı ve P-S deprem

dalgalarının yayılabildiği hızı gibi özellikleri vardır

Litosfer

• Yer’in en üst katmanını oluşturan bölümüdür.

Alttan, Moho süresizliği ile sınırlanan kesimi katı

olup, yerkabuğu olarak adlandırılır.

• Litosfer ise bu süreksizliğin altına da iner.

• Gerek litosferin gerekse yerkabuğunun,

okyanusal yada kıtasal kökene sahip olmak

üzere bileşimi, yoğunluğu ve kalınlığı farklı iki

türü vardır

Kıtasal ve okyanusal kabuğun kesitleri

Hidrosfer

• Dünyanın gözle görülebilen bölümlerinden biri olan sıvı

yada büyük bir kesimi deniz olan bölümü. Akarsular,

yeraltı suları ve denizler yerin hidrosferini oluştururlar.

Su olmasaydı yeryüzünde yaşam olmazdı.

• Su döngüsü

• İnsan için gereksinim duyulan su, tatlı su olup, bu da son

derece sınırlıdır. Günümüzde, tatlı suyun sınırlı olması

nedeniyle, kullanılmış suların artırılmasına da büyük bir

gereksinim doğmuştur.

Atmosfer

• Atmosfer, Yer’i saran yada geniş anlamıyla bir gök

cismini çevreleyen gaz katmanıdır. Yerin atmosferdeki yerçekimi etkisi ile dünyaya bağlıdır ve dünyayı çepeçevre kuşatır. Yoğunluğu deniz düzeyinde en fazla olup yüksekliğe bağlı olarak azalır.

• Yer kabuğunu saran ve yaklaşık 10 000 km yüksekliğe kadar varlığını koruyabilen Atmosfer’ de, homosfer (90 km kalınlıkta ve altta), heterosfer (ise 90 km’ nin üzerinde yer alan) olmak üzere iki temel katmandan oluşmaktadır.

Dünya’yı saran atmosferin katmanları

Atmosfer katmanlarının sıcaklık, basınç, ve yükseklik ile ilişkisi

Biyosfer

• Üzerinde yaşam olan yeryüzü bölgelerine biyosfer denir. Karada, havada ve denizlerde, canlıların yaşadığı tüm alan biyosferi oluşturur.

• Canlılar, denizlerde, karada yada havada yaşayan bakteriler, bitkiler ve hayvanların tümünü kapsar.

• Ekologlar, biyosferin ekolojik bir sistem olduğunu vurgulamak için biyosfer yerine ekosfer terimini yeğler.

• Ekosistemler, belli bir yaşam alanından ve oradaki canlı topluluktan oluşurlar.

B İ T T İ