JEOLOJİK ZAMAN

1. JEOLOJİK ZAMAN • Jeolojide Yaş Kavramı: • Jeolojide ‘’YAŞ’’ genel olarak göreli bir anlam taşır. Yan yana veya üst üste duran iki kayaç kütlesinden biri diğerine göre daha yaşlı veya daha gençtir. • Çökel kayaçların yaşı genellikle içerdikleri fosiller yardımı ile belirlenir. Fosillerin tanımını yapanlara Paleontolog uğraşı alanına ise Paleontoloji denir.

2. Üst üste duran bir tabaka istifindeki alttaki tabakaların üstekilerden daha yaşlı üstekilerin ise alltakilerden daha genç olduğunu ilk kez 1669’da Nicolas STENO tanımıştı. Diğer yönden oluşum ortamları (fasiyesleri) birbirinin aynı olan ve benzer fosil organizmalar içeren tabakalı kayaçlar, birbirinden uzak yerlerde gelişmiş bulunsalarda, yine aynı yaşta olabilecekleri birçok örnekle ispatlanmıştır. • Şöyleki Güneydoğu Anadolu’da Derik(Mardin) ve Tut(Adıyaman) bölgeleri Amanos Dağlarında, Hassa yakınlarında yer alan kumlu, kireçli ve siltli tabaka serileri (Kamriyen) de aynı yaştadırlar.

3. Tabakalı kayaçların yaşı genel olarak içerdikleri fosil organizmalar yardımı ile belirlenir. 1800 yıllarında William SMITH Orta İngiltere’de yaptığı kanal kazıları sırasında, kayaçlarda gözlediği fosillerin tabakalar içeresinde gelişi-güzel değil, belirli bir sıralanışa göre yeralmış olduklarını, aynı tabaka topluluğunda aynı tür fosillerin, farklı tabakalarda ise değişik fosil cinslerin bulunduğunu tespit etmiş ve benzer fosil gruplarını taşıyan tabakaların aynı yaşta olması gerektiğine inanmıştı. • W.SMITH, böylece modern anlamdaki biyostrtigrafi’nin kurucusu olmuştur.

4. 19 yy. İlk yarısında Fransa’da CUVIER ve BRONGNIART Paris Havzası’ndaki formasyonlardan topladıkları fosilleri inceleyerek aynı sonuçlara varmışlardır. Ayrıca Paris Havzası’ndaki fosillerle İngiltere’deki benzer formasyonlardaki fosilleri karşılaştırarak yaş ilişkileri bakımından korelasyon yapmışlardır. Bu tür karşılaştırmalar kıtalar arasında da yapılarak aynı fosil topluluklarını içeren tabaka serileri aynı yaşta kabul edilmiştir.

5. Jeolojik Yaşın Saptanması • Tabakalı kayaçların yaşlarının ‘’yıl’’ olarak rakamlarla belirlenmesi ilk kez 1905’te ‘’DE GEER’’ tarafından belirlenmiştir. • De geer ve öğrencileri Stocholm yakınında Storsjön gölünde yıllık çökelme özelliği gösteren Varvlısedimentleri incelemişlerdir. • Buzulların erimesinden sonra arta kalan killi ve siltli göl tortuları bir yıllık sürede açık renkli siltli kumlu ince bir tabaka (lamina) ile koyu renkli killi-milli genellikle daha ince laminadan oluşur. Bu açık ve koyu renkli bir çift lamina bir ‘’VARF’’ meydana getirir ve buda bir yıllık sedimantasyonu yansıtır. Bir varvıın kalınlığı 1-2 cm arasında değişşir.

7. Varvlısedimentler yalnız genç buzul tortularında görülen özel bir durum değildir. Jeolojik geçmişte oluşan birçok tabakalı serilerde bu tür çökeltilere rastlanılmaktadır. Örneğin Kuzey Amerika’da Eosen yaşlı (50 milyon yıllık) GreenRiver formasyonun da varvlı göl tortuları sayılmış, 700 m kalınlıktaki bu sedimentlerin 5-8 milyon yılda çökeldiği hesaplanmıştır. • Çökelme hızından yararlanma suretiyle tortul bir serinin yaşının yıl olarak belirlenmesi, tarihsel çağlardan verilmiş bir örnek üzerinde de denenmiş ve Mısır’da Nil nehrinin 3000 yıldan beri her 400-500 senede 30 cm. kalınlıkta bir sediment biriktirdiği görülmüştür.

8. JEOLOJİDE YAŞLANDIRMA YÖNTEMLERİ • GÖRECELİ YAŞLANDIRMA MUTLAK YAŞLANDIRMA • 1-Üst Üste Bulunma İlkesi Radyoaktiv Yaşlandırma Yöntemleri • 2-Orijinal Yataylık İlkesi 1-Carbon14 (C14 ) Yaşlandırma Yöntemi • 3-Kesişme İlkesi 2-Ağaç Halkası İle Yaşlandırma Yöntemi • 4-Yanal Devamlılık İlkesi 3-Fizyon İşi Yaşlandırması Yöntemi • 5-Kapanımlar İlkesi 4-Potasyum Argon Yöntemi • 6-Fosil Ardışım İlkesi 5-Termolüminesans Yöntemi 6-Elektron Spin Rezonans Yöntemi

9. GÖRECELİ YAŞLANDIRMA • 1-Üst Üste Bulunma İlkesi: • Bilindiği üzere bu kurala göre eğer devriklik yoksa en alttaki kayaç en yaşlı en üsteki tabaka ise en gençtir. İlk defa çalışılan bir bölgedeki istiflerin yaş verilmeden yaşlıdan gence doğru sıralanmasında yoğun olarak kullanılmaktadır. Ara katmanlamalı volkanik kayaç seviyeleri içeren istiflerdeki tabakaların yaşı kolayca tahmin edilebilir. • Lav akıntıları ve volkan külü gibi piroklastik çökeller sedimantasyon işlemini belirgin bir kesintiye uğratmaksızın sedimanter bir istifde hızlı bir şekilde yerleşebilir. Bundan dolayı volkanik kayaç ya da volkan külü ara katmanlamalı olduğu sedimanter kayaçla eş yaşlıdır.

10. JEOLOJİK ZAMAN

11. 2-Orijinal Yataylılık: • Steno bu sınıflandırmada çökel tanelerinin yerçekimi etkisi altında suda çökeldiğinden ötürü sedimanının başlangıçta orijinal yataylılık ilkesini gösterir şekilde temelde yatay tabakalar olarak depolandığını gözlemiştir. Bu yüzden yataydan eğimlenen çökel kayaç tabaka istifi depolanma ve katılaşma sonucu eğimlenmiş olmalıdır.

12. Sedimanter birimlerin depolandıkları ortamdaki ilksel konumları yataydır.(Orijinal Yataylık) Bu istifde Üstteki tabaka alttaki tabakadan daima gençtir. A Daha Sonraki tektonik olaylar nedeniyle istif eğim kazanır. Bu nedenle yatay istişer eğim kazanmış istişerden daha gençtir. B

13. 3-Kesişme İlkesi: • Bu kuralla özellikle magmatik sokulumların, faylanmaların ve uyumsuzlukların yaşları tahmin edilebilir. Kesme kesilme kuralında kesen birim kesilen birimden daima gençtir. • James Hutton tarafından ortaya konmuştur. İskoçyada’ki kayaç yüzleklerinde yaptığı ayrıntılı çalışmalara ve gözlemlerine dayanarak magmatik bir sokulumun veya fayın sokulum yaptığı veya kesiştiği kayalardan daha genç olmak zorunda olduğunu tanımlamıştır.

14. Koyu renkli bir dayk daha yaşlık açık renli bir granite sokulum yapmaktdır.

16. Sokulum yapan bir magmatik yapının sokulum yaptığı kayaçtan daha genç olduğunu gösterdiği halde çökel ve magmatik kayaçların ilişkisi göreceli yaşlandırmada sorunlara yol açar. Gömülü lav akmaları ve siller gibi sokulum yapan magmatik kütleler kayaç tabakaları istifinde çok benzer görünür. Bununla birlikte gömülü bir lav akması, üstündeki kayaçlardan yaşlı olduğu halde, bir sil altındaki tüm tabakalardan ve hemen üstündeki tabakadan daha gençtir.

17. Lav akmalarının , sillerin ve ilişkili olduğu çökel kayaçların göreceli yaşlarını belirlemek güç olabilir. (a) Gömülü lav akması (4) altındaki tabakayı pişirmiş ve (5) nolu tabaka lav akması kapanımları içerir. Burada lav akması 3 no’lu tabakadan genç 5 ve 6 nolu tabakalardan yaşlıdır. (b) Silin (3) Üstünde va altındaki kaya birimleri (2 ve 4) silin daha genç olduğunu gösterecek tarzda pişmiştir. Ama (5) nolu tabakaya göreceli yaşı belirlenemez.

18. 4-Yanal Devamlılık ilkesi: • Çökellerin depolanma havzasının kenarında incelenene sıkışana yada sönümlenene kadar tüm yönlerde yanal olarak yayıldığını belirtir. Burada sedimanter birimler depolandıkları ortama bağlı olarak uzun mesafelerde devamlılıklarını korurlar.

21. 5-Kapanımlar İlkesi: • Bu ilke bir başka tabaka içinde kendisinden daha yaşlı bir kayacın parçalarını veya kapanımlarını içerdiğini kabul eder. Yandaki diyagramlarda gösterilen (a) granit, kumtaşı kapanımları içermekte ve kumtaşı birimi pişme etkileri göstermektedir. Buna göre kumtaşının granitten daha yaşlı olduğu sonucunu çıkarmaktayız. (b) Bununla birlikte kumtaşı granit kapanımlarının ana kayacı olduğu ve bu yüzden kumtaşından daha yaşlı olduğunu gösteren granit kayaç parçaları içermektedir.

22. Granitin (Beyaz) içindeki bazalt kapanımları (Siyah) gösteren bir mostra. Bu nedenle bazalt kapanımları granitten daha yaşlıdır.

23. 6-Fosil Ardışım İlkesi: Fosiller yüzyıllardır bilindiği halde göreceli yaşlandırmada ve jeoolojik haritalamada kullanımları 19.yy başlarına değin tümüyle değerlendirilmemiştir. Güney İngiltere’de kanal inceleme ve inşaat çalışmaları içinde yer alan William Smith bağımsız şekilde üst üste binme ilkesini tabaka istifinin altındaki fosillerin tabakanın üstündekilerden daha yaşlı olduğuna hükmederek tanımladı. Bu tanımlama Fosil Ardışım İlkesi yada fauna veŞora Ardışım İlkesine temel oluşturmuştur.

24. Bu ilkeye göre fosil toplulukları zaman boyunca düzenli ve öngörülebilen bir sırada başkasını izler. Bu ilkenin geçerliliği ve başarıyla kullanımı 3 noktaya bağlıdır: • 1-Yaşam zaman içinde değişim göstermiştir. • 2-Fosil toplulukları bir diğerinden tanınabilir ölçüde farklı olmalıdır. • 3-Fosil topluluklarının göreceli yaşları belirlenebilir. Daha genç tabakalara karşı yaşlı tabakaların fosil topluluklarında yapılan gözlemler yaşam formlarının değişmiş olduğunu açıkça gösterir. Bu geçerli olduğundan fosil toplulukları birbirinden tanınabilir ölçüde farklıdır. Ayrıca fosil topluluklarının göreceli yaşlarını belirlemek amacıyla üst üste bulunma ilkesi kullanılabilir.

25. Fosiller jeolojik geçmiş boyunca belirli bir zaman aralığında yaşamış organizmaların kalıntıları olduğundan göreceli zaman göstergeleri olarak yararlıdır. Kolaylıkla tanınabilen coğrafik olarak yaygın ve çok kısa bir jeolojik zaman aralığında yaşamış olan fosiller özellikle yararlıdır. • Bu tür fosillereKlavuz Fosiller ya da İndeks Fosiller denir. • Paleozoyik içinTrilobitler • Mesozoyik için Ammonitler • Senozoyik için Kara Omurgalıları

26. Bu Ölçütleri karşılayan trilobitParadoxides ve lamba kavkılı Atryrpa bu yüzden iyi klavuz fosillerdir. Aksine lamba kavkılı lingula ise kolayca tanındığı ve yaygın olduğu halde Ordovisiyen’den günümüze kadar süren geniş jeolojik aralıkta görülmesi onu deneştirmede az kullanılır hale getirir.

28. Çok sayıda fosil oldukça uzun jeolojik aralıklar gösterdiğinden, jeologlar fosil içeren çökel kayaçların yaşlarını belirlemek amacıyla menzil erişim kuşakları oluşturur. Menzil erişim kuşakları farklı jeolojik dönemlerdeki iki ya da dahaçokfosilinüstüstegelen (çakışan) aralıklarını işaretleyerek elde edilir. Fosillerin ilk ve son bulunuşu, menzil kuşaklarının sınırlarını belirlemekte kullanılır. Menzil erişim kuşaklarının deneştirilmesi olasılıkla zaman eşleniğini saptamanın en geçerli yöntemidir. Menzil erişim kuşaklarını kullanarak iki kesitin deneştirilmesi. Bu menzil erişim kuşağı, burada A’danE’ye kadar simgelenen fosil aralıklarının üst üste binmesiyle elde edilmiştir.

29. MUTLAK YAŞLANDIRMA YÖNTEMLERİ • 20.yy’ın başlarına kadar bilim adamları jeolojik zamanın mutlak yaşlarını belirleyecek doğru bir metoda sahip değillerdi. Çoğu eken girişimler dünyanın yaşıyla ilgili değişik yaşlar tahmin etmişlerdir. • MesalaLord Kelvin 1897 yılında dünyanın yaşını tahmin etmek için eriyik haldeki yeryuvarının soğuma hızını kullanarak tahmin etmiştir. O bu hesaplamasında yeryuvarını yaşını 20-40 milyon yıl olarak hesaplamıştır. • John Jolyadlı bir jeolog ise 1899’da okyanus sularının günümüzdeki tuzluluklarını baz alarak akarsular tarafından okyanuslara tuz taşınma oranını kullanarak dünyanın yaşını 90 milyon yıl olarak belirlemiştir.

30. 1860-1910 yılları arasında bir çok jeolog dünyanın yaşını belli bir sedimantasyon hızını varsayarak toplam stratigrafik kayıtlardaki kalınlıkları sedimantasyon hızına bölerek hesaplamaya çalışmışlar ve yeryuvarı için 1,5 ile 3 milyar arasında değişen yaşlar hesaplamışlar. • Günümüzde yeryuvarı için önceden tahmin edilen yaşların oldukça eksik ve yanlış olduğu bilinmektedir. Kayaçların mutlak yaşlarını belirlemek için doğru bir metodun gelişmesinin başlangıcı 1896 yılında Fransız fizikçi Henry Becqurel tarafından Uranyum’un aralıklı olarak ışınlar yaydığını bulmasıyla başlamıştır. Bu olay Radyoaktivite olarak adlandırılmıştır.

31. 1-Karbon 14 Yaşlandırma Yöntemi: Doğada özellikle kömürlerde bulunan karbonun çoğu : (%98) C12 durumunda, az bir kısmı (%1,11) C13 durumunda Çok küçük miktarıda C14 şeklindedir. • Üç izotopu vardır; bunlardan ikisi olan karbon 12 ve karbon13 duraylı iken, karbon 14 radyoaktiftir.

32. Karbon 14 yaşlandırma yöntemi: karbon 14’ün karbon 12’ye olan oranına dayanır ve genellikle bir zamanlar yaşayan malzemeden yaş almakta kullanılır. Karbon 14’ün kısa yarı ömrü bu yaşlandırma yöntemini sadece yaklaşık 70.000 yıldan daha genç örnekler için uygulanır hale getirir. Sonuçta karbon 14 yaşlandırma yöntemi özellikle arkeolojide yararlıdır ve Pleyistosen’in son kesimindeki olayları açığa çıkarmada oldukça yardımcı olmuştur.

33. 2-Ağaç Halkası İle Yaşlandırma Yöntemi: Çapraz - yaşlandırma yönteminde farklı ağaçlardaki ağaç halkası dizilimleri zamanda geriye dönen bir halka genişlik kronolojisi oluşturmak için bir başkasıyla eşleştirilir. A. Bu kestiğimizde canlı bir ağaçtı (Son halkanın yaşı ağacı kestiğimiz yıl). B. Bu gövde bir evden gelmiştir (Bu yaş A’nın kabuğundan geri sayılarak elde edilir). C. Bu gövde eski bir evden gelmiştir (Bu yaş B boyunca A’nın kabuğundan geriye sayılarak elde edillir.

34. 3-Fizyon İzi Yaşlandırması: • Mineral içindeki uranyumun kendiliğinden bozunmasından kaynaklanan atomik parçacıkların yayılımı, mineralin kristal yapısına zarar verir. Tahribat minerale yalnızca hidroşüorik asit tatbikinden sonra görülen mikroskobik çizgisellikler olarak görünür. Örneğin yaşı var olan fizyon izi sayısıyla ve içerdiği uranyum miktarıyla belirlenir. Örnek yaşlandıkça iz sayısıda artar. • Fizton izi yaşlandırması yalnızca birkaç yüzyıldan yüzlerce milyon yıl aralığında değişen değişen örnekleri yaşlandırabildiğinden özel öneme sahiptir.

35. Başka Yaşlandırma tekniklerinin elverişli olmadığı bir dönem olan yaklaşık 40.000- 1.5 milyon yıl öncesi aralığında yer alan örnekleri yaşlandırmada yararlıdır. • Fizyon izi yaşlandırmasındaki sorunlardan biri kayaçlar daha sonra yüksek sıcaklıkların etkisi altında kaldığında ve hasarlı kristal yapıları sertleşme ile onarıldığında izler kaybolur. Bu tür durumlarda hesaplanan yaş geçerli yaştan daha genç olacaktır. Bu apatit kristalindeki her bir fizyon izi (yaklaşık 16 mikron uzunluğunda), bir uranyum atomunun radyoaktif bozunumunun ürünüdür. Fizyon izlerini görünür kılmak için apatit kristaline hidroşüorik asit tatbik edilir.

36. 4-Potasyum Argon Yöntemi: • Bu yöntemle tarihleme işi C14 yöntemi ile aynıdır. Potasyum Argon yöntemi ile tarihlendirme bir volkanik kayacın patlaması sırasında kayaçta daha önce mevcut gaz halinde bulunan argonun yüksek sıcaklıktan dolayı kayayı terk etmesi esasına dayanmaktadır. Daha sonra potasyumun parçalanmasıyla oluşan argon gazı ölçülerek volkanik oluşumun tarihini saptamak mümkün olmaktadır. Bu yöntem sayesinde yaşı 100.000 yıldan daha fazla olan örnekler tarihlendirilebilmektedir. 

37. 5-Termolüminesans Yöntemi (TL) • TL, maddenin etkileştiği toplam radyasyon miktarı (dozu) sonucunda biriken enerjinin ve bu enerjinin birikmesi için geçen sürenin dolaylı bir ölçüsüdür. Bu yöntem her ne kadar radyoaktif bir yöntem bir yöntem değilse de radyoaktif yöntemler arasında sayılmasının nedeni radyoaktif parçalanma sonunda çıkan enerjinin minerallerde birikebilme özelliğindendir. İşte minerallerde biriken bu enerji o mineral ısıtıldığında ışık olarak kendini göstermektedir. Çıkan ışık miktarı maddenin biriktirdiği radyasyon enerjisi miktarına bağlıdır..

38. Ne kadar çok enerji birikirse o kadar çok ışık çıkar . Hiç enerji birikmemiş ise, veya biriken enerji herhangi bir nedenle örneğin ısınma ile boşalmış ise doğal olarak hiç ışık görünmeyecek yani hiç TL olmayacaktır. • Bu yöntem keramik, pişmiş tuğla, yanmış çakmaktaşı ,obsidyen, volkanik, kül, meteor, curuf, sarkıt ve dikit gibi kalsit oluşumları ve benzeri inorganik obje ve malzemelerin için uygun bir yöntemdir. 

39. 6-Elektron Spin Rezonans Yöntemi: • Kristal yapıda biriken enerjinin ortaya çıkarılması esasına dayanan bir başka yöntemde Elektron Spin Rezonans yöntemidir. Radyoaktif parçacıkların taşıdığı enerji kristal yapı içinde ki elektronları bağlı bulundukları yerden koparırlar. Koparılan bu elektronların sayısını manyetik alan uygulayarak saptamak mümkündür. Uzun zamandır yaş tayininde kullanıla gelen bu gruptaki termolüminesans (TL) yöntemiyle aynı prensibi paylaşmasına karşın ESR yönteminin TL yöntemine göre bazı üstünlükleri vardır.

40. Bunlar şöyle sıralanabilir: Ölçüm sırasında ESR merkezleri bozulmadığı için ölçü istenilen sayıda aynı örnekle tekrarlanabilir. ESR yüzeysel olaylara karşı daha az duyarlı olduğu için kullanılan maddenin taneciklerinin belirli bir büyüklükte olma şartı yoktur. Örnek hazırlama ve oda sıcaklığında ölçü alma işlemleri daha kolaydır. Tekstil vs gibi organik maddelerin incelenmesinde de bu yöntem başarı ile kullanılmaktadır.