INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ

Transkript

1 INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ e-posta : orhan.arkoc@klu.edu.tr Web :

2 BÖLÜM 1 Giriş

3 3 1. Dersin Amacı İnşaat Mühendisliği uygulamaları için, dünyamızın (yerküre) dinamiği ve bu dinamiğin mühendislik uygulamalarındaki etkisi hakkında genel bir bilgi tabanı sunmaktır.

4 4 1.2.Jeolojinin Tanımı ve Konusu JEOLOJİ (Geo=yer, Logos=bilim),YERBİLİMİ; Yerküresinin güneş sistemi içindeki durumunu Yerküresinin fiziksel özelliği ve kimyasal bileşimini Yerküresinin iç ve dış kuvvetler etkisi ile uğradığı değişiklikleri Yerküresinin yaklaşık 5 milyar yıl süre içindeki oluşum ve gelişimini inceleyen bilim dalıdır.

5 5 Jeofizik tanımı ve Konusu JEOFİZİK (Geo=Yer), yeryuvarının ve diğer gezegenlerin fiziksel yapısını, davranışını, depremleri inceleyen, yeraltı kaynaklarını (su, petrol, doğalgaz, maden yatakları, jeotermal alanlar) arayan, Bu işlemler için fizik yasaları uyarınca matematiği ve jeolojiyi kullanarak yeraltının anlaşılmasını sağlayan, görüntüleyerek araştıran ve yeryuvarının dinamik davranışlarını belirleyen bilim dalıdır.

6 6 Jeolojinin başlıca uzmanlık dalları; 1.GENEL JEOLOJİ (tektonik, sedimantoloji, stratigrafi, paleontoloji vs) 2.MİNERALOJİ-PETROGRAFİ (mineraller, kayaçlar) 3.MADEN YATAKLARI-JEOKİMYA (enerji hammaddeleri, madenler vs) 4.UYGULAMALI JEOLOJİ (mühendislik jeolojisi ve hidrojeoloji)

7 7 Jeoloji mühendisliği. diğer mühendislik dalları ile yakın ilişkilidir; İnşaat müh. Çevre müh. ŞBP Maden müh. Deprem müh. Petrol ve Doğalgaz müh. Jeofizik müh. Harita müh. Metalurji ve malzeme müh. Kimya Müh.

8 8 JEOLOJİ VE İNŞAAT MÜH. İLİŞKİSİ Bütün inşaat mühendisliği girişimleri ya yeryüzünde yada yeraltında gerçekleştirilir. Bu nedenle mühendislik yapılarının inşa edileceği ortamın(zemin? - kaya?) jeolojik özelliklerinin bilinmesi oldukça önemlidir. Gözlem, araştırma ve deneylerle jeolojik ortamı inceleyen jeoloji müh. ilgili verileri inşaat müh. anlayacağı parametrelere dönüştürür ve ona sunar. Bu parametreleri alan inşaat müh. mühendislik yapısını buna göre projelendirir.

9 9 Mühendislik jeolojisi; Bir mühendislik yapısı ve bu yapının yapılacağı yer ile ilgili jeolojik bilgileri bazı sembol ve rakamlarla ifade eden, mühendislik yapısı ile yer arasındaki ilişkiyi kuran jeoloji alt dalıdır.

10 10

11 Dünyanın Oluşumu Dünya gezegeni (yerküre), oluşumundan günümüze sürekli olarak bir yenilenme ve hareket içerisindedir. Bu yenilenme, yerkürenin sürekli olarak gelişmesini sağlamıştır. Bu açıdan yerküreyi sürekli olarak gelişen bir canlı olarak da görmek mümkündür.

12 12 Dünya 4,5 milyar yıl önce, güneşin etrafında dönen ve güneşten arta kalan yoğun bir gaz ve toz bulutunun bir araya gelip oluşturduğu katı maddelerin çarpışıp akkor hâlinde bir kartopu gibi büyümesi ve zamanla soğumasıyla oluşmuştur.

13 13 Evrenin Oluşumu Bildiğimiz evren (kozmos) 13,7 milyar yıl önce sonsuza yakın sıcaklıkta yoğunlukta, sıfır boyutlu ve sıfır hacimli enerji kökenli bir ışık noktasının patlaması ile (Büyük Patlama, Big Bang) oluşmaya başlamıştır.

14 14 Evren devamlı genişleyerek bilinen ve büyük çoğunluğu gözle ve mikro ölçekte görülemeyecek boyutta karanlık enerji+karanlık madde (% 95) yanında oluşan zaman içinde görünen ışık, madde, toz, gaz, yıldız, gezegenler ve kara delikler ile birlikte galaksi ve parçacıklarından oluşmuştur.

15 15 Uzayda, milyarlarca galaksi (gökada) yer almaktadır. Bu galaksilerden bir tanesi, dünyamızın ve güneş sistemimizin de içinde yer aldığı Samanyolu Galaksisi dir.

16 16 Güneş, Samanyolu Galaksisi içinde yer alan milyarlarca yıldızdan biri olup, yaklaşık 4,6 milyar yıl önce oluşmuştur. Ekvatoral yarıçapı yaklaşık km (109 Dünya Yarıçapı) dır. Güneş; kütlece, yüzeyi ortalama; % 70 Hidrojen % 28 Helyum dan % 2 kadar da C, N, O, Ca, Mg, Fe, Cr, Si vb. elementlerden oluşmaktadır.

17 17 Dünyadan güneşin görünümü Güneşten ile dünyanın uzaydan görünümü

18 18 Güneş, bize en yakın ve yüzeyini disk olarak görebildiğimiz tek yıldızdır. Güneş in merkezi sıcaklığı 15 milyon C, yüzeydeki sıcaklığı ise yaklaşık 5,5 milyon C derecedir. Güneşin sıcaklık ve çekirdek (kor) olarak adlandırılan merkezindeki 150 gr/cm 3 olan yoğunluğu merkezden dışa doğru hızla azalmaktadır. Güneş yüzeyinin 200 bin km derinliklerinden itibaren dış yüzeyine kadar olan kesiminde (konveksiyon bölgesi), yoğunluk hızla azalmakta ve görünen yüzeyde bu yoğunluk sadece 2x10-7 gr/cm 3, yani yaklaşık deniz seviyesindeki havanın yoğunluğunun da onbinde birine (1/10.000) kadar düşmektedir.

19 19 Güneşin ortalama yoğunluğu ise 1,4 gr/cm 3 tür. Güneşin oluşumu sırasında etrafında geride güneş sistemi kütlesinden arta kalan yaklaşık % 2 gibi artık gaz ve tozdan ibaret güneş bulutsusundan da, milyonlarca sene süre içinde yörüngedeki dönüş hareketleri esnasında bir araya gelip çarpışıp büyümeleri ve zamanla soğumalarıyla da gezegenler meydana gelmiştir.

20 20 Samanyolu galaksisinde güneş ile gezegenlerin güneşe göre yörüngeleri

21 21 Canlı varlıklara yaşam kaynağı olan Güneş, bünyesindeki hidrojen yakıtını yakmaya devam ederek ömrünün yarısını (4,6 milyar yıl) tamamlamıştır. Güneş ve sistemi içinde gezegenimiz Dünya ise yaklaşık 4,5 milyar yaşındadır. Dünyamızda süregelen bu yavaş fakat sürekli işleyiş, jeolojik dönemlerin son on bin yıllık dilimini kapsayan kısa dönemini (Holosen), günümüz ile kıyaslayabilmek için günümüzdeki jeolojik olayları uzunca bir video filminin ortasında durdurulmuş bir sahneye benzetmek mümkündür.

22 22 Yerbilimciler(Jeologlar) bir nevi bu durdurulmuş sahnedeki fotoğraf karesine bakarak, filmin oynamış olan kısımlarını, yani yerkürenin gelişimindeki geçmiş aşamaları ve filmin sonunu oluşturacak olan gelecekteki aşamalarını, bilimsel metodolojinin kuralları çerçevesinde belirlemeye çalışır. Bu belirlemenin doğru bir şekilde yapılması, yeryüzü üzerinde uygulamalar yapan mühendislik dallarındaki çalışmaların daha sağlıklı, etkin ve uzun ömürlü olarak kullanılmasını ve doğal dengeyi bozmamasını sağlayacaktır.

23 23 Doğanın, jeolojik dönemler içerisinde çok yavaş olarak geliştiği düşünülse de bu evrimin, insanların afet olarak adlandırdığı, bir yıkıcı boyutu da bulunmaktadır. Genel olarak deprem, sel, fırtına, volkanik patlama, tsunami, heyelân gibi anîden gelişen bu büyük doğa olayları, herhangi bir yerleşimin olmadığı bir alanda doğal sistemin bir ürünü olarak gelişip bir zarara neden olmazken, yerkürenin dinamiği yeterince önemsenmeden yapılmış, yerleşimlerin bulunduğu alanlarda ise kolaylıkla âfet boyutuna ulaşabilmektedir.

24 24 Bu nedenle, yukarıda belirtilen uzmanlık dallarında yer alanların, yerkürenin dinamik yapısını iyi incelemeleri gerekmektedir.

25 25 Şekil 1.2 de özetlenmiş olduğu gibi yerküre, birbiri ile sürekli bir ilişki içerisinde olan sistemlerin (katmanlar) etkisi altında gelişimini sürdürmüştür.

26 26 Bu sistemler genel olarak iki önemli süreç içerisinde kümelenmektedir. Bu süreçlerden ilki atmosfer (hava/gaz küresi, gaz tabakası), hidrosfer (su küresi) ve litosfer (taş küresi) ile bu üç sistemde yaşayan tüm canlıların yer aldığı biyosferin etkileşimini içeren iklim sistemi veya dış süreçlerdir.

27 27 Yerkürenin gelişimindeki ikinci önemli süreç ise daha çok litosfer, astenosfer ve manto arasındaki ilişkilerden doğan levha tektoniği sistemi veya iç süreçler olarak tanımlanır. Bu sürece iç ve dış çekirdekler arasındaki döngünün bir sonucu olan jeodinamo sistemi de eklenir.

28 INS13204 GENEL JEOFİZİK VE JEOLOJİ Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ e-posta : orhan.arkoc@kirklareli.edu.tr Web :