Jeoloji

Jeoloji (Eski Yunancada γῆ, gē ("dünya") ve -λoγία, -logia, ("çalışma", "söylem")), kayaların oluşturduğu katı Dünya ile ilgili bir dünya bilimidir, ve zaman içinde değiştikleri süreçleri inceler. Jeoloji aynı zamanda herhangi bir karasal gezegenin katı özelliklerinin çalışmasını veya Mars veya Ay gibi doğal uydunun çalışmasını içerebilir. Modern jeoloji, hidroloji ve atmosferik bilimler de dahil olmak üzere diğer tüm dünya bilimlerinde önemli ölçüde örtüşmektedir ve böylece entegre dünya sistemi bilimi ve gezegen biliminin önemli bir yönü olarak ele alınmaktadır.

Jeoloji, yeryüzünün yüzeyinin altındaki ve altındaki yapısını ve bu yapıyı şekillendiren süreçleri tanımlar. Ayrıca, belirli bir yerde bulunan kayaların göreceli ve mutlak yaşlarını belirlemek ve bu kayaların tarihçelerini tanımlamak için araçlar sağlar. Bu araçları bir araya getirerek jeologlar, Dünya'nın jeolojik tarihini bir bütün olarak kronikleştirebilir ve aynı zamanda Dünya'nın yaşını gösterebilir. Jeoloji, plaka tektoniği, yaşamın evrimsel tarihi ve Dünya'nın geçmiş iklimleri için temel kanıtlar sunar.

Jeologlar, alanın çalışması, kayaların tanımlanması, jeofizik teknikler, kimyasal analiz, fiziksel deneyler ve sayısal modelleme dahil olmak üzere, Dünya'nın yapısını ve evrimini anlamak için çok çeşitli yöntemler kullanırlar. Pratik açıdan jeoloji, maden ve hidrokarbonun keşfi ve işletilmesi, su kaynaklarının değerlendirilmesi, doğal tehlikelerin anlaşılması, çevre sorunlarının iyileştirilmesi ve geçmiş iklim değişikliğine ilişkin öngörülerin sağlanması için önemlidir. Jeoloji, önemli bir akademik disiplindir ve jeoteknik mühendisliğinde önemli bir rol oynamaktadır.

Jeolojik malzemeler

Jeolojik verilerin büyük bir kısmı katı Dünya materyalleri üzerine yapılan araştırmalardan gelmektedir. Bunlar genellikle iki kategoriden birine girer: Kaya ve arıtılmamış malzeme.

Kaya

Kayaç aşaması magmatik, tortul ve metamorfik kayaçlar arasındaki ilişkiyi gösterir.

Jeoloji alanındaki araştırmaların çoğunluğu, kaya, Dünya'nın jeolojik tarihinin çoğunluğunun birincil kaydını sağladığı için, kaya çalışmaları ile ilişkilidir. Üç ana kaya türü vardır: Magmatik, tortul ve metamorfik. Kayaç döngüsü, aralarındaki ilişkileri gösterir (şemaya bakınız).

Bir kaya eriyikten katılaştığında veya kristalleştiğinde (magma veya lav), magmatik bir kayadır. Bu kaya yıpranmış ve aşınmış olabilir, daha sonra tekrar yerleştirilebilir ve tortul bir kayaya dönüştürülebilir. Daha sonra mineral içeriğini değiştiren, karakteristik bir kumaşla sonuçlanan ısı ve basınç ile metamorfik bir kayaya dönüşebilir. Üç türün tamamı tekrar eritilebilir ve bu olduğunda, magmatik bir kayanın bir kez daha katılaşabileceği yeni magma oluşur.

Testler

Her üç kaya türünü de inceleyen jeologlar, oluştukları mineralleri değerlendirir. Her mineralin kendine özgü fiziksel özellikleri vardır ve bunların her birini belirlemek için birçok test vardır. Örnekler aşağıdakiler için test edilebilir:

• Parlaklık: Yüzeyden yansıyan ışık miktarının ölçülmesi. Parlaklık metalik ve metalik olmayan metallere bölünür.
• Renk: Mineraller renklerine göre gruplandırılmıştır. Çoğunlukla teşhis ancak safsızlıklar bir mineralin rengini değiştirebilir.
• Şerit: Numuneyi bir porselen tabakta çizerek gerçekleştirilir. Çizginin rengi mineralin isimlendirilmesine yardımcı olabilir.
• Sertlik: Bir mineralin çizilmeye karşı direnci.
• Kırılma paterni: Bir mineral, düzensiz yüzeylerin kırılması ve ikincisi yakın aralıklı paralel düzlemler boyunca bir kırılma olduğu için kırılma veya yarılma gösterebilir.
• Özgül ağırlık: belirli bir mineral hacminin ağırlığı.
• Efervesans: Fizzing testi için mineral üzerinde damlayan hidroklorik asit içerir.
• Manyetizma: Manyetizmayı test etmek için bir mıknatıs kullanmayı içerir.
• Tat: Mineraller, Halite (mineral) (sofra tuzu tadı gibi) gibi farklı bir tada sahip olabilir.
• Koku: Mineraller belirgin bir kokuya sahip olabilir. Örneğin, kükürt çürük yumurta gibi kokuyor.

Taşa dönüştürülmez malzeme

Jeologlar ayrıca tipik olarak daha yeni birikintilerden gelen, ayrılmamış malzemeleri (sürüklenme olarak adlandırılır) de inceler. Bu malzemeler ana kayanın üzerinde yer alan yüzeysel birikintilerdir. Bu çalışma çoğu zaman, jeolojik tarihin Kuaterner döneminden sonra Kuaterner jeolojisi olarak bilinir.

Magma ve lav

Bununla birlikte, kirlenmemiş malzeme sadece çökeltiler içermez. Magma ve lavlar, tüm magmatik kayaçların orijinal tanımlanmamış kaynağıdır. Erimiş kayanın aktif akışı, volkanolojide yakından incelenir ve magmatik petroloji, magmatik kayaçların nihai kristalleşmesinden orijinal erimiş kaynağına kadar tarihini belirlemeyi amaçlar.

Bütün dünya yapısı

Levha tektoniği

1960'larda, üst mantonun kabuk ve sert üst kısmını içeren Dünya litofosunun, astenosfer adı verilen plastik olarak deforme edici, katı, üst manto üzerinde hareket eden tektonik plakalara ayrıldığı keşfedildi. Bu teori, deniz tabanının yayılması ve dağlık arazilerin ve sismikliğin küresel dağılımı da dahil olmak üzere çeşitli gözlemlerle desteklenir.

Plakaların yüzeydeki hareketi ile mantonun taşınımı (yani, akışkanların içindeki moleküllerin toplu hareketinin neden olduğu ısı transferi) arasında sıkı bir bağlantı vardır. Bu nedenle, okyanus plakaları ve bitişik manto taşınım akımları her zaman aynı yönde hareket eder - çünkü okyanus litofosferi aslında taşlama mantosunun sert üst termal sınır tabakasıdır. Dünya yüzeyinde hareket eden sert plakalar ve taşınır manto arasındaki bu bağlantıya plaka tektoniği denir.

Plaka tektoniğinin gelişimi, katı Dünya'nın birçok gözlemi için fiziksel bir temel sağlamıştır. Jeolojik özelliklerin uzun doğrusal bölgeleri plaka sınırları olarak açıklanmaktadır.

Örneğin:

• Hidrotermal menfezlerin ve volkanların bulunduğu deniz yüzeyindeki yüksek bölgeler olan orta okyanus sırtları, iki plakanın birbirinden ayrıldığı birbirinden farklı sınırlar olarak görülmektedir.
• Volkan arkları ve depremler, bir plakanın altüste bindiği veya hareket ettiği yakınsak sınırlar olarak teorikleştirilir.

San Andreas Arıza sistemi gibi dönüşüm sınırları, yaygın olarak ortaya çıkan güçlü depremlerle sonuçlandı. Levha tektoniği ayrıca, Alfred Wegener'ın kıtaların jeolojik zaman içerisinde Dünya'nın yüzeyinde hareket ettiği kıta kayması teorisi için bir mekanizma sağlamıştır. Ayrıca, kabuk deformasyonu için itici bir güç ve yapısal jeoloji gözlemleri için yeni bir ortam sağladılar. Levha tektoniği teorisinin gücü, tüm bu gözlemleri, litofosun konvektör manto üzerinde nasıl hareket ettiğini tek bir teori halinde bir araya getirme kabiliyetinde yatmaktadır.

Dünya yapısı

Sismoloji, bilgisayar modelleme ve yüksek sıcaklık ve basınçlardaki mineraloji ve kristalografi alanındaki gelişmeler, Dünya'nın iç kompozisyonuna ve yapısına ilişkin iç görü kazandırmaktadır.

Sismologlar, sismik dalgaların varış zamanlarını, Dünya'nın içini görüntülemek için tersten kullanabilirler. Bu alandaki erken gelişmeler, sıvı dış çekirdeğin (kayma dalgalarının yayılamadığı) ve yoğun bir katı iç çekirdeğin varlığını göstermiştir. Bu ilerlemeler, üstte bir kabuk ve litofer, aşağıda yer alan manto (kendi içinde 410 ve 660 kilometrede sismik süreksizliklerle ayrılmış) ve bunun altındaki dış çekirdek ve iç çekirdeğe sahip, Dünya'nın katmanlı bir modelinin geliştirilmesine yol açtı. Daha yakın bir zamanda, sismologlar, bir doktorun CT taramasında bir vücudu görüntülediği gibi, dünyanın içindeki dalga hızlarının ayrıntılı görüntülerini yaratabildiler. Bu görüntüler Dünya'nın iç dünyasının çok daha ayrıntılı bir görüntüsüne yol açmış ve basitleştirilmiş katmanlı modeli çok daha dinamik bir model ile değiştirmiştir.

Mineraloglar, sismik ve modelleme çalışmalarındaki basınç ve sıcaklık verilerini, bu elementleri deneysel ortamlarda yeniden üretmek ve kristal yapısındaki değişiklikleri ölçmek için Dünya'nın elementel bileşimi bilgisi ile birlikte kullanabilmişlerdir. Bu çalışmalar mantodaki ana sismik süreksizliklerle ilişkili kimyasal değişiklikleri açıklar ve Dünya'nın iç çekirdeğinde beklenen kristalografik yapıları gösterir.

Jeolojik zaman

Jeolojik zaman ölçeği, Dünya tarihini kapsar. En erken 4.567 Ga'da (veya 4.567 milyar yıl önce) ilk Güneş Sistemi malzemesinin tarihleri ve enformel olarak tanınan Hadean'ın başlangıcı olan 4.54 Ga'da (4.54 milyar yıl) Dünya'nın oluşumu ile desteklenmiştir. - jeolojik zamanın bir bölümü. Ölçeğin sonraki sonunda, günümüz tarafından işaretlenmiştir (Holosen çağında).

Dünyanın Zaman Çizelgesi

Aşağıdaki dört zaman çizelgesi jeolojik zaman ölçeğini göstermektedir. Birincisi, Dünya'nın oluşumundan bugüne kadar geçen süreyi gösterir, ancak bu, en son eon için az yer sağlar. Bu nedenle, ikinci zaman çizelgesi en son eon'un genişletilmiş bir görünümünü gösterir. Benzer şekilde, en son dönem üçüncü zaman çizelgesinde, en son dönem ise dördüncü zaman çizelgesinde genişlemektedir.

Milyonlarca yıl

Dünyadaki önemli kilometre taşları

• 4.567 Ga (gigaannum: milyar yıl önce): Güneş sistemi oluşumu
• 4.54 Ga: Dünyanın Toplanması veya Oluşumu
• c. 4 Ga: Geç Ağır Bombardımanın Sonu, ilk yaşam
• c. 3.5 Ga: Fotosentez başlangıcı
• c. 2.3 Ga: Oksijenli atmosfer, ilk kartopu Dünya
• 730–635 Ma (megaannum: milyon yıl önce): ikinci kartopu
• 542 ± 0.3 Ma: Kambriyen patlaması - sert gövdeli yaşamın engin çarpımı; ilk bol fosiller; Paleozoyik'in başlangıcı
• c. 380 Ma: İlk omurgalı kara hayvanları
• 250 Ma: Permiyen-Triyas soyunun tükenmesi - tüm kara hayvanlarının %90'ı ölüyor; Paleozoik ve Mesozoyik başlangıcı
• 66 Ma: Kretase – Paleojen neslinin tükenmesi - Dinozorlar ölür; Mesozoyik sonu ve senozoik başlangıcı
• c. 7 Ma: İlk homininler belirdi
• 3.9 Ma: Modern Homo sapiens'e doğrudan ata olan ilk Australopithecus ortaya çıktı
• 200 ka (kiloannum: bin yıl önce): Doğu Afrika'da ilk modern Homo sapiens ortaya çıktı

Ayın Zaman Çizelgesi

Milyonlarca yıl önce

Mars zaman çizelgesi

Mars Zamanı Dönemleri (Milyon Yıl Önce)

Tarihini belirleme yöntemleri

Göreceli tarihini belirleme

Jeoloji ilk kez doğal bir bilim olarak ortaya çıktığında göreceli tarihleme yöntemleri geliştirilmiştir. Jeologlar bugün jeolojik geçmiş ve jeolojik olayların zamanlaması hakkında bilgi sağlamak için bugün hala aşağıdaki prensipleri kullanmaktadır.

Üniformitaryanizm ilkesi Şu anda yeryüzünün kabuğunu değiştiren operasyonda gözlemlenen jeolojik süreçlerin jeolojik zaman içerisinde aynı şekilde çalıştığını belirtmektedir. 18. yüzyıl İskoç doktoru ve jeolog James Hutton tarafından geliştirilen jeolojinin temel prensibi “bugünün geçmişin anahtarı” dır. Hutton'un sözleriyle: "Dünyamızın geçmiş tarihi, şu anda ne yaşandığı ile açıklanmalı."

Müdahaleci ilişkiler ilkesi kesişen izinsiz girişlerle ilgilidir. Jeolojide, bir magmatik saldırı izinsiz sedimanter kaya oluşumunu kestiğinde, magmatik saldırıların tortul kayadan daha genç olduğu tespit edilebilir. Farklı izinsiz giriş türleri arasında malzeme, lakolitler, batolitler, eşikler ve penseler bulunur.

Kesişen ilişkilerin prensibi Hata oluşumu ve kestikleri sekansların yaşı ile ilgilidir. Faylar kestikleri kayalardan daha gençtir; buna göre, bazı formasyonlara nüfuz eden ancak üzerinde formasyona nüfuz eden bir hata bulunursa, o zaman kesilmiş formasyonlar faydan daha eskidir ve kesilmemiş olanlar faydan daha genç olmalıdır. Bu durumlarda anahtar yatağını bulmak, hatanın normal bir hata mı yoksa bir itme hatası mı olduğunu belirlemeye yardımcı olabilir.

Kapsayıcılar ve bileşenler ilkesi tortul kayaçlar ile oluşumlarda (veya çatlaklar) bir formasyonda bulunursa, bu toplamaların onları içeren formasyondan daha eski olması gerektiğini belirtir. Örneğin, tortul kayaçlarda, eski bir oluşumdaki çakılların sökülüp yeni bir katmana dahil edilmesi yaygındır. Magmatik kayaçlarla benzer bir durum, ksenolitler bulunduğunda ortaya çıkar. Bu yabancı cisimler magma veya lav akışı olarak toplanır ve daha sonra matris içinde soğumaya dahil edilir. Sonuç olarak, ksenolitler, kendilerini içeren kayadan daha yaşlıdır.

Orijinal yataylık ilkesi Sedimanların birikmesinin temelde yatay yataklar olduğunu belirtir. Modern deniz ve deniz dışı sedimanların çok çeşitli ortamlarda gözlenmesi bu genelleşmeyi destekler (çapraz yataklar eğimli olmasına rağmen, çapraz yataklı birimlerin genel yönü yataydır).

Süperpozisyon ilkesi tektonik olarak bozulmamış bir sıradaki sedimanter kaya katmanının, altındaki katmandan küçük ve üzerindeki katmandan daha yaşlı olduğunu belirtir. Mantıksal olarak daha genç bir katman daha önce biriken katmanın altına kayamaz. Bu ilke, tortul katmanların dikey zaman çizgisi, en düşük katmanın birikmesinden en yüksek yatağın birikmesine kadar geçen sürenin kısmi veya tam bir kaydı olarak görülmesine izin verir.

Faunal ardışıklık ilkesi tortul kayaçlar içindeki fosillerin ortaya çıkmasına dayanır. Organizmalar dünya genelinde aynı dönemde var olduklarından, bunların varlığı veya (bazen) yokluğu göründükleri oluşumların göreli yaşını sağlar. William Smith'in Charles Darwin'in evrim teorisinin yayınlanmasından neredeyse yüz yıl önce ortaya koyduğu prensiplere dayanarak, birbirini takip etme prensipleri evrimsel düşünceden bağımsız olarak gelişti. Ancak, fosilleşmenin belirsizliği, habitattaki yanal değişimlerden dolayı fosil türlerinin lokalizasyonu (tortul tabakalarındaki fasiyes değişimi) ve küresel olarak tüm fosillerin aynı anda oluşmaması nedeniyle, ilke oldukça karmaşık hale gelir.

Mutlak tarihini belirleme

Jeologlar ayrıca kaya örneklerinin mutlak yaşını ve jeolojik olayları belirlemek için yöntemler kullanırlar. Bu tarihler kendi başlarına yararlıdır ve ayrıca göreceli tarihleme yöntemleri ile birlikte veya göreceli yöntemleri kalibre etmek için de kullanılabilir.

20. yüzyılın başlarında, jeolojik bilimdeki ilerleme, radyoaktif izotoplar ve diğer yöntemler kullanılarak jeolojik olaylara kesin tarihler getirme kabiliyeti ile kolaylaştırılmıştır. Bu, jeolojik zaman anlayışını değiştirdi. Önceden jeologlar, birbirine göre kaya bölümlerini tarihlendirmek için sadece fosiller ve stratigrafik korelasyon kullanabiliyorlardı. İzotopik tarihlerle, kaya birimlerine mutlak yaşlar atamak mümkün hale geldi ve bu mutlak tarihler, eski göreceli yaşları yeni mutlak yaşlara dönüştüren tarihlenebilir bir malzemenin bulunduğu fosil dizilerine uygulanabilir.

Pek çok jeolojik uygulama için, radyoaktif elementlerin izotop oranları, bir kayanın belirli bir kapanma sıcaklığından geçtikten sonra geçen zaman miktarını veren minerallerde ölçülür; bu, farklı radyometrik izotopların kristal kafes içine ve dışına yayılmayı bıraktığı noktadır. Bunlar jeoronolojik ve termokronolojik çalışmalarda kullanılmaktadır. Yaygın yöntemler arasında uranyum-kurşun tarihini belirleme, potasyum-argon tarihini belirleme, argon-argon tarihini belirleme ve uranyum-toryum tarihini belirleme vardır. Bu yöntemler çeşitli uygulamalar için kullanılır. Stratigrafik bir sekansta bulunan lav ve volkanik kül tabakalarının tarihlenmesi, radyoaktif izotop içermeyen ve nispi tarihlendirme tekniklerini kalibre eden tortul kaya birimleri için mutlak yaş verileri sağlayabilir. Bu yöntemler ayrıca, plüton yerleşiminin yaşlarını belirlemek için de kullanılabilir. Kabuk içindeki sıcaklık profillerini, dağlık aralıkların yükselişini ve paleotopografiyi belirlemek için termokimyasal teknikler kullanılabilir.

Lantanit serisi elementlerin parçalanması, kayaların mantodan çıkarılmasından bu yana yaşları hesaplamak için kullanılır.

Daha yeni olaylar için diğer yöntemler kullanılır. Optik olarak uyarılmış ışıldama ve kozmogenik radyonüklid tarihlemesi, yüzeyleri ve / veya erozyon oranlarını bildirmek için kullanılır. Dendrokronoloji ayrıca manzaraların tarihlendirilmesinde de kullanılabilir. Radyokarbon tarihlendirme jeolojik olarak organik karbon içeren genç malzemeler için kullanılır.

Bir bölgenin jeolojik gelişimi

Bir alanın jeolojisi, kaya birimleri toplanıp yerleştirildikçe zamanla değişir ve deformasyon işlemleri şekillerini ve yerlerini değiştirir.

Kaya birimleri ilk önce yüzeye çökeltilerek veya üstündeki kayaya girerek yerleştirilir. Çökeltiler, Dünya'nın yüzeyine yerleştikten ve daha sonra çökeltici kayaya yaslandığında veya volkanik kül veya lav gibi volkanik bir malzemenin yüzeyini örttüğünde meydana gelebilir. Batolitler, lakolitler, hendekler ve eşikler gibi magmatik izinsiz girişler, üstteki kayalara doğru yukarı doğru itilir ve sokulurken kristalleşir.

İlk kaya dizisi biriktirildikten sonra, kaya birimleri deforme olabilir ve/veya metamorfozlanabilir. Deformasyon tipik olarak yatay kısalma, yatay uzatma veya yandan yana (çarpma-kayma) hareketi sonucu oluşur. Bu yapısal rejimler geniş ölçüde sırasıyla tektonik plakalar arasındaki yakınsak sınırlar, farklı sınırlar ve dönüşüm sınırlarıyla ilgilidir.

Kaya birimleri yatay sıkıştırma altına yerleştirildiğinde, kısalır ve kalınlaşır. Çamurlar dışındaki kaya birimleri hacim olarak önemli ölçüde değişmediğinden, bu iki ana yolla gerçekleştirilir: faylanma ve katlanma yoluyla. Kırılgan deformasyonun meydana gelebileceği sığ kabukta, derin kayaların sığ kayaların üzerinde hareket etmesine neden olan itme hataları oluşur. Daha derin kaya çoğu zaman eski olduğundan, üst üste binme ilkesinin belirttiği gibi, bu yaşlı kayaların daha genç olanların üzerinde hareket etmesine neden olabilir. Hatalar boyunca hareket, hatalar düzlemsel olmadığından veya kaya katmanları boyunca sürüklendiğinden katlanma ile sonuçlanabilir, fay boyunca kayma meydana gelirken sürükleme kıvrımlar oluşturur. Yeryüzünün derinliklerinde kayalar plastik olarak davranır ve faylanma yerine katlanır. Bu kıvrımlar, katlamanın ortasındaki malzemenin yukarı doğru büküldüğü, "antiformalar" ya da aşağı doğru büküldüğü, "eş formlar" yaratanlar olabilir. Kıvrım içindeki kaya birimlerinin tepeleri yukarı dönük kalırsa, bunlara sırasıyla antiklinal ve synclinler denir. Kattaki birimlerin bir kısmı aşağıya bakarsa, yapıya, devrilmiş bir antiklinal veya senklinal adı verilir ve tüm kaya birimlerinin devrilmiş olması veya doğru yukarı doğru bilinmemesi durumunda, bunlar en genel terimlerle adlandırılır, antiformalar ve eş formlar.

Yatay kısalma sırasında daha yüksek basınçlar ve sıcaklıklar bile kayaların katlanmasına ve metamorfizmasına neden olabilir. Bu metamorfizma, kayaların mineral bileşiminde değişikliklere neden olur; stres altındaki mineral büyümesiyle ilgili bir yapraklanma veya düzlemsel bir yüzey oluşturur. Bu, tortul kayalarda yataklanma, lavların akış özellikleri ve kristal kayalarda kristal desenleri gibi kayaların orijinal dokularının işaretlerini kaldırabilir.

Uzatma, kaya birimlerinin bir bütün olarak daha uzun ve ince olmasına neden olur. Bu öncelikle normal faylanma ve sünek germe ve inceltme yoluyla gerçekleştirilir. Normal faylar, düşük olanların altındaki kaya ünitelerini düşürür. Bu tipik olarak daha genç birimlerin daha eski birimlerin altında bitmesine neden olur. Birimlerin gerilmesi inceltilmelerine neden olabilir. Aslında, Maria Katlama ve İtme Kayışı içindeki bir konumda, Büyük Kanyon'un tüm tortul dizisi, bir metreden daha kısa bir uzunluk boyunca ortaya çıkar. Duktil bir şekilde gerdirilecek olan derinlikteki kayalar da sıklıkla metamorfozlanır. Bu gerilmiş kayalar, Fransızca'nın "sosis" kelimesinden sonra görsel benzerlikleri nedeniyle, boudinler olarak bilinen mercekleri de sıkıştırabilirler.

Kaya ünitelerinin birbirini geçmesi durumunda, sığ bölgelerde kırılgan faylar gelişir ve kayaların sünek bir şekilde deforme olduğu daha derin derinliklerde kayma bölgeleri haline gelir. Hem kayarak hem de girintisiz olarak yeni kayaçların eklenmesi, genellikle deformasyon sırasında meydana gelir. Faylanma ve diğer deformasyon süreçleri, topografik gradyanların oluşmasına neden olarak kaya ünitesinde yükseklikte artan malzemenin tepeler ve kanallarla aşınmasına neden olur. Bu çökeltiler aşağı inen kaya ünitesinde biriktirilir. fay boyunca sürekli hareket, tortu hareketine rağmen topografik eğimi korur ve malzemenin birikmesi için konaklama alanı oluşturmaya devam eder. Deformasyon olayları çoğu zaman volkanizma ve magmatik aktivite ile de ilişkilidir. Volkanik küller ve lavlar yüzeyde birikir ve magmatik sızmalar aşağıdan girer. Uzun, düzlemsel magmatik izinsiz girişler çatlaklar boyunca girer ve bu nedenle aktif olarak deforme olan alanlarda çok sayıda oluşur. Bu, Kanada kalkanı boyunca gözlenebilir hendek sürülerinin yerleşmesine veya bir volkanın lav borusunun etrafındaki hendek halkalarına neden olabilir.

Bu işlemlerin tümü mutlaka tek bir ortamda gerçekleşmez ve mutlaka tek bir sırada gerçekleşmez. Örneğin Hawaii Adaları, neredeyse tamamen tabakalı bazaltik lav akışlarından oluşur. Amerika Birleşik Devletleri ve güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Büyük Kanyon'un tortul dizileri, Kambriyen zamanından beri yerinde kalan neredeyse deforme olmamış tortul kaya yığınlarını içerir. Diğer alanlar çok daha jeolojik olarak karmaşıktır. Güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'nde tortul, volkanik ve müdahaleci kayaçlar metamorfozlanmış, faylanmış, yapraklanmış ve katlanmıştır. Kuzeybatı Kanada’daki Acros cenneti gibi eski kayaları bile, dünyadaki bilinen en eski kaya, laboratuvar analizleri olmadan kökenlerinin ayırt edilemez olduğu noktaya metamorfoz edildi. Ek olarak, bu işlemler aşamalar halinde gerçekleşebilir. Birçok yerde, Amerika Birleşik Devletleri'nin güneybatısındaki Büyük Kanyon çok göze çarpan bir örnek olarak, alt kaya birimleri metamorfozlanmış ve deforme olmuş, daha sonra deformasyon sona ermiş ve üst deforme olmamış birimler birikmiştir. Her ne kadar herhangi bir miktarda kaya yerleşimi ve kaya deformasyonu görünse ve herhangi bir sayıda meydana gelebilse de, bu kavramlar bir bölgenin jeolojik tarihini anlamada bir rehber sağlar.

Jeoloji yöntemleri

Jeologlar, Dünya tarihini deşifre etmek ve Dünya içinde meydana gelen süreçleri anlamak için bir dizi alan, laboratuvar ve sayısal modelleme yöntemi kullanır. Tipik jeolojik araştırmalarda jeologlar, petroloji (kayaların incelenmesi), stratigrafi (sedimanter tabakaların incelenmesi) ve yapısal jeoloji (kaya birimlerinin pozisyonlarının incelenmesi ve deformasyonları) ile ilgili temel bilgileri kullanırlar. Jeologlar çoğu durumda modern toprakları, nehirleri, manzaraları ve buzulları da inceler; geçmiş ve şimdiki yaşamı ve biyojeokimyasal yolları araştırmak ve yeraltını araştırmak için jeofizik yöntemleri kullanır. Jeolojinin alt özellikleri, içsel ve dışsal jeolojiyi ayırt edebilir.

Saha yöntemleri

Jeolojik saha çalışması eldeki göreve bağlı olarak değişir. Tipik alan çalışması şunlardan oluşabilir:

• Jeolojik haritalama
  • Yapısal haritalama: ana kaya birimlerinin konumlarını ve oradaki yerleşimlerine neden olan fayları ve kıvrımları belirlemek.
  • Tabakalanma haritalaması: tortul fasiyeslerin (lithofacies ve biofacies) konumlarını veya eşit tortul kaya kalınlığına sahip izopakların haritalarını belirlemek
  • Sörfsel haritalama: Zeminlerin ve sörf yataklarının yerlerini kaydetme
• Topografik özelliklerin araştırılması
  • topografik haritaların derlenmesi
  • Aşağıdakiler dahil, manzaralar arasındaki değişimi anlamaya çalışın:
    • Erozyon ve birikme kalıpları
    • Göç ve avülsiyon yoluyla nehir kanalı değişimi
    • Hillslope işlemleri
• Jeofizik yöntemlerle yüzey altı haritalaması
  • Bu yöntemler şunları içerir:
    • Sığ sismik araştırmalar
    • Yere nüfuz eden radar
    • Aeromanyetik araştırmalar
    • Elektriksel dirençli tomografi
  • Bunlar yardımcı:
    • Hidrokarbon keşfi
    • Yeraltı suyu bulma
    • Gömülü arkeolojik eserler bulma
• Yüksek çözünürlüklü stratigrafi
  • Yüzeydeki stratigrafik kesitlerin ölçülmesi ve tanımlanması
  • Kuyu sondaj ve günlüğü
• Biyojeokimya ve jeomikrobiyoloji
  • Örneklerin toplanması:
    • Biyokimyasal yolakları belirler
    • Yeni organizma türlerini tanımlayabilir
    • yeni kimyasal bileşikleri tanımlamak
  • ve bu keşifleri kullanmak için:
    • Dünyadaki erken yaşamı ve nasıl işlediğini ve metabolize ettiğini anlamak
    • Farmasötiklerde kullanım için önemli bileşikler bulmak
• Paleontoloji: fosil malzemenin kazılması
  • Geçmiş yaşam ve evrim üzerine araştırma yapmak için
  • Müzeler ve eğitim için
• Jeokoloji ve termokronoloji için örneklerin toplanması
• Glaciology: buzulların özelliklerinin ölçümü ve hareketleri

petroloji

Alandaki kayaların (litoloji) tanımlanmasına ek olarak, petrologlar laboratuardaki kaya örneklerini belirler. Laboratuardaki kayaları tanımlamak için birincil yöntemlerden ikisi optik mikroskopla ve elektron mikroprobu kullanılarak yapılır. Bir optik mineraloji analizinde, petrologlar, petrografik bir mikroskop kullanarak kaya örneklerinin ince kesitlerini analiz eder; buradaki mineraller, çift kırılma, pleokroizm, ikizlenme ve enterferans özellikleri de dahil olmak üzere, düzlem polarize ve çapraz polarize ışıktaki farklı özellikleriyle tanımlanabilir. Elektron mikroprobunda, tek tek lokasyonlar kesin kimyasal kompozisyonları ve ayrı ayrı kristaller içindeki kompozisyondaki farklılıkları için analiz edilir. Kararlı ve radyoaktif izotop çalışmaları, kaya ünitelerinin jeokimyasal evrimine dair içgörü sağlar.

Petrologlar ayrıca sıvı katma verilerini kullanabilir ve farklı mineral fazlarının ortaya çıktığı sıcaklıkları ve basınçları ve bunların magmatik ve metamorfik işlemlerle nasıl değiştiklerini anlamak için yüksek sıcaklık ve basınç fiziksel deneyleri yapabilir. Bu araştırma metamorfik süreçleri ve magmatik kayaçların kristalleşme koşullarını anlamak için bu alana eklenebilir. Bu çalışma aynı zamanda yitim ve magma odası evrimi gibi Dünya'da meydana gelen süreçleri açıklamaya yardımcı olabilir.

Yapısal jeoloji

Yapısal jeologlar kayaların içindeki kumaşı gözlemlemek için jeolojik numunelerin yönlendirilmiş ince kesitlerinin mikroskobik analizini kullanır, bu da kayaların kristal yapısındaki gerilme hakkında bilgi verir. Ayrıca, bölgedeki kaya deformasyon tarihini yeniden inşa etmek için fayların ve kıvrımların yönlerini daha iyi anlamak için jeolojik yapıların ölçümlerini çizer ve birleştirir. Ek olarak, büyük ve küçük ortamlarda kaya deformasyonunun analog ve sayısal deneylerini yaparlar.

Yapıların analizi genellikle çeşitli özelliklerin yönelimlerinin stereonetlere çizilmesi ile gerçekleştirilir. Bir stereonet, bir kürenin, düzlemlerin çizgi olarak yansıtıldığı ve çizgilerin nokta olarak yansıtıldığı bir düzleme, stereografik bir çıkıntısıdır. Bunlar katlama eksenlerinin yerlerini, hatalar arasındaki ilişkileri ve diğer jeolojik yapılar arasındaki ilişkileri bulmak için kullanılabilir.

Yapısal jeolojide en iyi bilinen deneyler arasında, dağların yakınsak tektonik levha sınırları boyunca inşa edildiği bölgeler olan orojenik takozları içerenler yer almaktadır. Bu deneylerin analog versiyonlarında, yatay kum katmanları alt yüzey boyunca geri durma noktasına çekilir, bu da gerçekçi faylanma kalıplarına ve kritik olarak sivrilen (tüm açılar aynı kalır) orojenik kama oluşumuna neden olur. Sayısal modeller, bu analog modellerle aynı şekilde çalışır, ancak çoğu zaman daha karmaşıktır ve dağ kuşağında erozyon ve yükselme kalıpları içerebilir. Bu, erozyon ile dağlık alanın şekli arasındaki ilişkiyi göstermeye yardımcı olur. Bu çalışmalar ayrıca, basınç, sıcaklık, uzay ve zaman yoluyla metamorfizma yolları hakkında da faydalı bilgiler verebilir.

stratigrafi

Laboratuarda, stratigrafi uzmanları, matkap çekirdeği olanlar gibi sahadan geri getirilebilecek stratigrafik kesit örneklerini analiz eder. Stratigrafi uzmanları ayrıca, yeraltındaki stratigrafik birimlerin yerlerini gösteren jeofiziksel araştırmalardan elde edilen verileri de analiz eder. Jeofiziksel veriler ve kuyu kütükleri, yeraltının daha iyi görülebilmesi için birleştirilebilir ve stratigrafi uzmanları bunu yapmak için genellikle bilgisayar programlarını üç boyutta kullanırlar. Stratigrafi uzmanları daha sonra bu verileri, Dünya yüzeyinde meydana gelen eski süreçleri yeniden yapılandırmak, geçmiş ortamları yorumlamak ve su, kömür ve hidrokarbon çıkarma alanlarını bulmak için kullanabilirler.

Gezegensel jeoloji

Yirminci yüzyıldaki uzay araştırmalarının ortaya çıkmasıyla jeologlar, diğer gezegen cisimleri üzerinde Dünya'yı incelemek için geliştirilen yöntemlerle de bakmaya başladılar. Bu yeni çalışma alanına gezegen jeolojisi (bazen astroloji olarak da bilinir) denir ve güneş sisteminin diğer cisimlerini incelemek için bilinen jeolojik prensiplere dayanır.

Her ne kadar Yunanca kökenli önek geo ön eki Dünya'ya atıfta bulunsa da, "jeoloji" genellikle kompozisyonlarını ve iç süreçlerini tanımlarken diğer gezegen cisimlerinin adları ile birlikte kullanılır: örnekler "Mars'ın jeolojisi" ve "Ay jeolojisi" dir. Selenoloji (Ay'ın çalışmaları), areoloji (Mars'ın) vb. Gibi özel terimler de kullanılmaktadır.

Gezegen jeologları diğer gezegenlerin tüm yönleriyle çalışmakla ilgilenseler de, önemli bir odak geçmiş veya şimdiki yaşamın diğer dünyalardaki kanıtlarını aramaktır. Bu, birincil veya yardımcı amacı gezegen organlarını yaşam kanıtı olarak incelemek olan birçok misyona yol açmıştır. Bunlardan biri, Mars kutup toprağını biyolojik süreçlerle ilgili su, kimyasal ve mineralojik bileşenler için analiz eden Phoenix inişidir.

Uygulamalı jeoloji

Ekonomik jeoloji

Ekonomik jeoloji, insanlığın çeşitli ihtiyaçları karşılamak için kullandığı ekonomik minerallerin yönleriyle ilgilenen bir jeoloji dalıdır. Ekonomik mineraller, çeşitli pratik kullanımlar için karlı biçimde elde edilenlerdir. Ekonomik jeologlar, dünyanın petrol ve kömür gibi doğal kaynaklarını ve ayrıca demir, bakır ve uranyum gibi metalleri içeren mineral kaynaklarını bulup yönetmelerine yardımcı olmaktadır.

Madencilik jeolojisi

Madencilik jeolojisi, dünyadaki mineral kaynaklarının çıkarılmasından ibarettir. Bazı ekonomik ilgi kaynakları arasında değerli taşlar, altın ve bakır gibi metaller ve asbest, perlit, mika, fosfatlar, zeolitler, kil, ponza, kuvars ve silika gibi birçok mineral ve ayrıca sülfür, klor ve helyum bulunur.

Petrol jeolojisi

Petrol jeologları, dünyanın petrol yüzeyindeki ekstrakte edilebilir hidrokarbonlar, özellikle petrol ve doğal gaz içerebilecek yerlerini araştırmaktadır. Bu rezervuarların çoğu tortul havzalarda bulunduğundan, bu havzaların oluşumunu, sedimanter ve tektonik evrimini ve kaya birimlerinin günümüzdeki pozisyonlarını inceler.

Jeoloji Mühendisliği

Mühendislik jeolojisi, mühendislik çalışmalarının yerini, tasarımını, yapımını, çalışmasını ve bakımını etkileyen jeolojik faktörlerin doğru bir şekilde ele alınmasını sağlamak amacıyla jeolojik prensiplerin mühendislik uygulamasına uygulanmasıdır. İnşaat mühendisliği alanında, yapıların inşa edildiği malzemenin mekanik prensiplerini tespit etmek için jeolojik prensipler ve analizler kullanılır. Bu, tünellerin çökmeden inşa edilmesine, köprülere ve gökdelenlerin sağlam temellerle inşa edilmesine ve inşa edilecek kil ve çamura yerleşmeyecek binalara izin verir.

Kaynak

Burdaki yer alan bilgiler en:Geology sayfası'ndan çevirilerek edinilmiştir.