SEDİMANTOLOJİ

Sedimantoloji : Karasal ve denizel ortamlarda biriken ve daha sonra sedimanter kayaçları oluşturan materyalin oluşumu, taşınması ve birikim proseslerinin çalışılmasıdıri

Erozyon: Hava, su ve rüzgar tarafından kayaç partiküllerinin fiziksel olarak bir araya toplanmasıdır.

Taşınma :Su, buz veya rüzgar gibi akışkanlar tarafından aşındırılan partiküllerin hareket ettirilmesidir. iki tür akışkan vardır.

     1-)Laminer(düzenli) akış : Akışkan zerreleri bir biri üzerinde kayarak , birbirlerine göre paralel hareket ederler .

     2-)Türbülanslı (çevrintili) akış : Akış hızı bir değerin üzerine çıkınca ( kritik değeri aşınca )akış laminerden türbülanslı akışa  dönüşür.ve akış yerel olarak  hızında ve yönünde sapmalar gösterir.Buradan da anlaşılacağı gibi ,türbülanslı akış düzensiz bir akış olup ,sıvı zerrecikleri gelişi güzel hareket etmekte  ve akış alanı içerisinde çevrintiler(türbülanslar) meydana getirmektedir.

Ayrışma: Yer yüzeyinde veya Yer yüzeyinin yakın kısımlarında kayaçların fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştiren yıkıcı prosesler grubudur.
     
       1-) Kimyasal Ayrışma : Kayaçların ve minerallerin kimyasal bileşimleri değişir.Yer yüzeyinde duraysız olan kayaçlar  daha duraylı maddelere dönüşür. ( yeni mineraller , yeni kimyasal bileşikler oluşur. )

• Oksidasyon Çözünen madde ile element halindeki oksijenin birleşmesi sonucu meydana gelir.
• Redüksiyon: Yükseltgenmenin tersine, elektron kazanma olayıdır.
• Hidratasyon: Kayaç ve minerallerin su alması olayıdır.
• Dehidratasyon: Hidrata olmuş minerallerin bazı koşullar altında sularını kaybetmeleri (susuz formlarını oluşturmaları) olayıdır.
• Hidroliz: Suyun H⁺ ve OH^- iyonlarıyla kayaç ve minerallerin bileşiminde bulunan elementler veya iyonlar arasındaki reaksiyonlardır.
• Karbonatlaşma: Karbonat (CO₃) veya bikarbonat (HCO₃) iyonlarının birleşerek karbonatları meydana getirmesi olayıdır.

        2-)Fiziksel Ayrışma : Yeryüzünde ve yüzeye yakın kısımlarda ( akarsu,rüzgar vb) etkenlerle parçalanması ve dağılması olayıdır.

a-)Tortu-Gravite Akmaları ile tane taşınması

       

Tortu taşınması :Akışkanlar (su, rüzgâr, buz) yerçekiminin etkisi altında çeşitli şekil ve yollarla hareket eder ve tortu akışkan tarafından basit olarak taşınır.

Kaya düşmesi :Yar veya dik yamaçlardan değişik büyüklüklerdeki blokların veya kırıntıların serbest haldeki düşüşünü içerir.

Kayma ve Göçmeler: Kütlede az bir iç deformasyona neden olan ve makaslama yenilgisinden dolayı meydana gelen kaya veya tortu kütle hareketleridir. Kayma ve göçme çoğunlukla eş anlamlı olarak kullanılır.

• Kaymalarda yalnızca yanal bir yer değiştirme (kayarak yer değiştirme)
• Göçmelerde ise, yer değiştirmeyle birlikte bir iç deformasyonun bulunmasıdır. 

Tortu-gravite akmaları : Tortu gravite akmaları iç sürtünmenin ve kohezyonun yeter derecede azaldığı noktada, tanelerin kopmaya ve dağılmaya başladığı andan itibaren oluşmaya başlar.

• Türbülant akma :Farklı akışkanların birbirine bitişik kütleleri arasındaki yoğunluk farklılıklarına dayanarak harekete geçirilen ve gravite tarafından yaratılan akıntılardır.
• 
  
• Akışkanlaşmış akma (Liquefied Flows):Zayıf olarak istiflenmiş, kum vs. gibi kohezyonsuz tortuların taneleri ani ve art arda gelen sarsıntılar nedeniyle dokanakları boyunca birbirlerinden ayrılarak kendi gözenek suları içerisinde süspanse hale geçmeye ve giderek su içerisine dağılmaya başlarlar.
• 
  
• Tane akması (Grain Flows):Tortunun içsel makaslama kuvvetinin aniden ortadan kalkması sonucu kohezyonsuz hale gelen tortuların dik yamaçlardan aşağıya doğru hareket etmeleridir.
• 
  
• Moloz akmaları ve çamur akmaları (Debris flow): Moloz akmaları ve çamur akmaları Bingham plastik gibi davranan tortu gravite akmalarıdır; Bunlarda akma başlamadan önce yenilmesi gereken bir dayanma kuvveti vardır.  Bunlar ince çakıl, kum veya çamur matriks içerisinde blok boyutuna kadar değişen boyutlardaki tanelerin kötü boylanmalı karışımlarından meydana gelir.

Diyajenez : çökelmiş gevşek sedimanların çökeldikten hemen sonra bulundukları ortamda sıcaklık ve basınca bağlı olarak metamorfizmaya kadar uğradıkları her türlü prosese verilen isimdir.

Diyajenetik süreçte yedi ana proses ayırt edilir ;

• Biyojenik alterasyon (bozuşma) veya Mikrobial mikritleşme,
• Çimentolanma,
• Yer değiştirme,
• Erime,
• Neomorfizma
• Fiziksel ve kimyasal sıkışma ve
•  Dolomitleşme.

b-)Silisli sedimanter kayaçlar(Çörtler) ve Demirli sedimanter kayaçlar

Silisli kayaçlar, SiO2 mineralleri olan kuvars, kalsedon ve opalden oluşur.  Çok sert olan bu kayaçlar çok az olarak silisiklastik tane ve/veya diyajenetik mineral gibi yabancı maddeleri de içerebilir. Çört, bir grup olarak, silisli kayaçlar için kullanılan genel bir terimdir.  Bu kayaçlar Prekambriyenden Tersiyere kadar değişik yaşlardaki dizilerde yaygın olarak bulunmalarına karşın, tüm tortul kayaçların yaklaşık %1den daha az bir kısmını oluştururlar.

Mineraloji ve doku :

Çörtler çoğunlukla mikrokristalen kuvarstan oluşur. Buna çok az miktarlarda kalsedon ve olasılıkla opal de eşlik eder. Opal duraysız olup, zamanla kuvarsa dönüşür.
 Çörtler üç ana dokusal tipe ayrılabilir:

Mikrokuvars, Boyutları yaklaşık olarak 1-5 mikron arasında değişen hemen hemen eş boyutlu kuvars tanelerinden oluşur.

Kalsedonik kuvars, Çiçek demetine benzer şekilde bir merkezden etrafa yayılan ve  yaklaşık 0,1 mm uzunluğunda olan oldukça uzun kristallerden oluşur.

Megakuvars, 20 mikrondan daha büyük eş boyutlu ve uzunca tanelerden oluşur.

Sınıflama ve oluşum:

Renk, inklüzyon ve dokuya bağlı olarak çörtlere birkaç resmi olmayan isim uygulanmaktadır.
Flint : terimi hem çörtün eş anlamlısı hem de Kretase tebeşirlerinde oluşan bir çört çeşidi (özellikle çört nodülleri) için kullanılmaktadır.

Jasper :Saçınım haldeki hematitin varlığından dolayı kırmızı renk almış çörtleri ifade eder.
Prekambriyenin demirli oluşuklarındaki hematitle ara tabakalı jasperlar jaspilit diye isimlendirilir.

Novakülit :oldukça yoğun, ince taneli ve homojen dokulu bir çörttür.

Porselanit: Sırlanmamış porselen görünümünü anımsatan doku ve kırılma gösteren ince taneli silisli kayaçları ifade eder.

Silisli sinter: sıcak kaynak suları tarafından çökeltilen gözenekli, düşük yoğunluklu  ve açık renkli silisli kayaçlardır.

Çörtler kaba bir morfoloji esasına dayanılarak iki ana tipe ayrılabilir:

 1-)Katmanlı çört :Katmanlı çörtler silisli şeyllerin milimetre kalınlıklı yaprakları veya laminaları ile ara tabakalı olan ve kalınlıkları birkaç santimetre arasında değişen hemen hemen saf çört tabakalarından oluşur.

• DiyatomeliTortular :Esas itibarıyla diyatomların (suda yaşayan tek hücreli bir alg) opalli hücre duvarlarından meydana gelmiş olan açık renkli, yumuşak, kırılabilir silisli kayaçlardır.
• Radiolarya tortuları: İkiye ayrılır .

          - Radiolarit oldukça sert, ince taneli radiolarya çamurunun çörte benzer eşleniğidir; yani, sertleşmiş radiolarya çamurudur.

          -Radiolarya çörtü iyi gelişmiş çimento veya matrikse sahip olan iyi katmanlaşmalı mikrokristalen radiolarittir.

• Silisli spikül tortuları:

             - Spikülarit (spikülit), Esas itibarıyla, invertebrata (omurgasız) organizmaların (özellikle süngerlerin) silisli spiküllerinden (dikenlerinden) oluşmuş bir silis kayacıdır.    

             -Spikülar çörtler çoğunlukla denizel kökenlidir ve glokonili kumtaşları, siyah şeyller, dolomitler, killi kireçtaşları ve fosforitler ile birlikte bulunur.

• İskeletçe fakir çörtler : Çoğu katmanlı çört tortuları hiç veya çok az miktarda silisli organizmaların tanınabilen  kavkılarını içerdikleri belirtilmektedir.

2-)Nodüler Çört : Nodüler çörtler boyları birkaç cm.den birkaç on cm arasında değişen yarı küresel kütleler, mercekler veya düzensiz tabaka ya da gövdelerdir.

c-)Demirli sedimanter kayaçlar

Demirce zengin sedimanter kayaçlar üç grup içerisinde sınıflandırılabilir:

• Kırıntılı (detritik) kimyasal demirce zengin sedimanter kayaçlar;
• muhtelif demirce zengin tortular

-Demirtaşı :terimi bantlaşma göstermeyen, çörtsüz, çoğunlukla oolitik demirce zengin kayaçları ifade eder.

-Demir oluşuğu: terimi ise, çoğunlukla iyi bantlaşma gösteren, çörtlü  demirce zengin sedimanter kayaçlar için kullanılmaktadır.

d-)Sedimanter Ortamları ve Fasiyesleri

Sedimanter Ortam: Bir sedimanter ortam, "belirli fiziksel, kimyasal ve biyolojik koşullara sahip olan, bu özellikleri ile bitişik alanlardan ayırt edilebilen ve sedimanların çökelmesine uygun su üstü veya su altındaki jeomorfolojik bir bölge" olarak tariflenmektedir.

Sedimanter Fasiyes: Arazide geometri, litoloji, tortul yapı, paleoakıntı örnekleri ve fosil içerikleri ile tanımlanan ve bu özellikleriyle diğerlerinden ayırt edilen stratigrafik birimleri ifade eder.

Litofasiyes: Fasiyeslerin renk, doku ve sedimanter yapılar gibi fiziksel özelliklere göre ayırt edilerek tanımlanması.

Biyofasiyes: Fasiyeslerin paleontolojik özelliklerine göre ayırt edilerek tanımlanmasıdır.

Depolanma sistemi:Kökensel olarak güncel veya eski sedimanter işlev ve ortamlarla birbirine bağlanmış olan üç boyutlu litofasiyes topluluğunu ifade etmektedir.

      1-)Denizel Transgresyonlar: Kıyıya yakın ortamlarda depolanmış olan fasiyesler kıyı ilerisi ortamlarda birbirlerinin üzerine gelirler.

      2-) Karasal Transgresyonlar :Deniz seviyesi karaya göre alçalırsa kıyı çizgisi ve ortamlar kıyı çizgisine paralel olarak  denize doğru hareket  eder.

e-)Akarsu Depolanma Sistemi

Alüvyon yelpazeler:Bunlar dağ eteklerinden yamaç aşağıya doğru oluşan ve büyük kaya bloklarını, molozları, çakılları, kumları ve çok az oranda da milleri içeren bir litofasiyes karmaşığıdır.

Alüvyon yelpazeler üzerindeki kontroller:

• İklim
• Tektonizma
• Drenaj ağı
• Prosesler: kaya düşmeleri, moloz akmaları, akarsu akmaları.

Örgülü Akarsular (Braided Stream) :Yüksek eğimli ve yüksek hızlı akış rejimi olan ve bu rejimi mevsimsel koşullardan etkilenebilen sistemlerdir. Bu sistemde hızlı bir erozyon ve büyük oranda kırıntı taşınması mümkün olabilmektedir.

Menderesli Akarsular (Meandering Stream):Topoğrafik eğimin ve akış rejiminin göreceli olarak düşük olduğu, çoğun hümid, mevsimsel koşullardan etkilenme oranının en alt düzeye indiği ve şekil olarak çok kavisli (menderesli) bir akarsu sistemidir.

Akarsu kanalının menderesli oluşu;

• akarsuyun akış hızına,
• yamaç eğimine,
• taşınan madde miktarına ve niteliklerine bağlıdır.

Menderesli akarsu çökelleri üç ana fasiyes topluluğundan oluşmaktadır:

• Kanallar
• Terkedilmiş kanallar
• Taşkın ovaları

Kanallar :Menderesli kanalların yatay yönde yer değiştirmeleri sonucunda dış banklar aşındırılır. Aşındırılan malzeme iç banklarda çökelerek nokta barlarını (setleri) oluşturur. Nokta barlar kendine özgü bir sedimanter yapı ve tane boyu dağılımına sahiptir. 

Terkedilmiş Kanallar:Mendereslerin geriye doğru aşındırmaları sonucu mecranın kısalarak yer değiştirmesi sonucunda oluşurlar.

Taşkın Ovası (Taşma düzlüğü) :Akarsuların mevsimlik, yıllık ve/veya bazen meydana gelen taşkınlar sonucu kanal kenarındaki seddeleri (levee) aşıp yayıldıkları düz alanlardır. Şeyl, silttaşı ve kumtaşları ile karakterize edilen bu fasiyesler laminalı ve akıntı kırışıklı yapılar sunarlar.Genellikle dağ eteklerinde oluşan alüvyon yelpazeleri ile başlayıp menderesli kanallarla kıyıya ulaşan sedimanter ortam ve fasiyeslerden ibarettir.

HİDROJEOLOJİ

Hidrojeoloji:Yeraltısuyunun nerelerde,ne miktarda,hangi derinlikte ve hangi kalitede olduğunu inceleyen bilim dalıdır.

Su Dengesi

Dünya, suyun her üç fazda da (Katı, sıvı, gaz) dönüşümlü olarak bulunduğu güneş sistemindeki tek gezegendir.

• İnsan vücüdunun 60-75% ‘i sudur
• Aynı zamanda yer yüzeyinin de 70%’i sularla kaplıdır
• Yer sistemi içerisindeki su miktarı  (1.4 milyar km3) ve sabittir.
• Suyun bir sirkülasyon içerisindeki sabit hareketine Hidrolojik döngü denir.

Suyun Önemi:Yer sistemindeki enerji ve madde değişimi ,Bozunma ve taşınma ajanı,Zemin ve bitki  ilişkileri,Yaşayan organizmaların ~%70’i yaşam için suya ihtiyaç duyar   H2O -> Çok önemlidir.Sınırlı su kaynaklarının yenilenebilmesi için gereklidir.

Hidrojeolojik Döngü

Hidrolojik döngünün Bileşenleri

• Atmosferik: Yağış, Bulutlar,  Buhar
• Terleme, bitkiler tarafından tutulması
• Yüzeyde: akarsu ve göller
• Yüzeyaltında:infiltrasyon, zemin nemi ve yeraltısuyu
• Depolama: Buzullar, rezervuarlar (baraj, gölet), akiferler

Hidrojeolojik Döngünün Özellikleri:

• Madde ve enerjinin değişim sistemidir.
•  600 milyon yıldan beri devam etmektedir
•  Düzenli ve düzensiz döngüler vardır.
• Yeryüzünde içinde ve üstünde yaklaşık 1.4 milyar km3 su bulunmaktadır.
• Bu miktar neredeyse 1 milyar yıldır oldukça sabittir.

Global Su Dağılımı

97.5 % Okyanuslarda  (1.36 milyar km3),2.5 % Tatlı,74% Buzullar + 26% Yeraltısuları 0.02% akarsu ve göller,0.0001% atmosfer. 

Su Bütçesi Bir havzadaki (drenaj alanı) suyun depolanması ve hareketinin miktar olarak ifade edilmesidir.

YERALTISULARI HİDROSFERİN GÖRÜNMEYEN KISMINI  OLUŞTURUR

• Dünya sularının  0.6% sını oluşturur 
• Donmayan tatlı suların   97% sini oluşturur
• Dünya içme sularının   50% sini sağlar
• Dünya sulama sularının 40% ını sağlar
• Endüstriyel kul. Suyunun 25% ini sağlar.

a-)Yağış

Buharlaşma :Su sıvı fazdan buhar fazına dönüşür. Buharlaşma ve yağış ; Atmosferdeki nem içeriği,Hava sıcaklığı Atmosferdeki su miktarı(Göreceli nemlilik (relative humidity) havadaki su miktarının bir ölçümüdür )unsurlarıyla kontrol edilir;  

Atmosferdeki Nem:

     1-)Yağış su buharından oluşur.

     2-)Hava soğuyunca ==> Su tutma kapasitesi azalır.

       -Doygun hava (relatif  nemlilik %100)

       -32°F karşın 70° F ‘da doygunlukta 1°C = 33.8° F

         •70° F da 4 kez daha fazla su içerir .

         •Soğuma etkisi==>Neme doymamış hava doygun hale gelebilir.(Çiy noktası-dew point)

     3-)100 % doygunluğun ötesinde soğuma ==>Yoğunlaşma

         -Su damlaları soğuk cam üzerine düşer/Çim üzerindeki çiğ taneleri gibi (dew on grass)

Hava sıcaklığı ve doygun havanın su içeriği arasındaki ilişki :

              

Yağışın gerçekleşebilmesi için 3 şartın bir arada gerçekleşmesi gerekir. Bunlar ;

1-) Atmosfer doygundur.Yani hava kütleleri yükselirken soğuduğu için  atmosfer doygun hale gelir .    

 -Hava kütlelerinin yükselmesine neden olan faktörler:    
     

      -Cephe sistemleri (sıcak cepheler / soğuk cepheler);Çöller yağmur zerreleri üretir.

      -Orografik etkiler  (dağların etkisiyle)
      -Konveksiyon ;Yaz fırtınaları / dolu

2-)Küçük parçacıklar bulunur. Toz ve okyanus tuzları

3-)Damlalar yeryüzüne ulaşabilecek kadar büyük olursa.

Cephe Sistemleri ;

1-)Soğuk cepheler:Yüksek yoğunluk / Kısa süre / Dar  alanda,İlk ve sonbaharda tipiktir.

2-)Sıcak cepheler :Hafif yağışlar / uzun süreli / yaygındır.Kışın tipiktir

3-)Orografik  Yağış :Yükseltiyle orantılı olarak yağışta artar.

4-)Konvektiv (ısı değişimi) yağış:Yüksek yoğunluk / kısa süreli / sınırlı alan,yeryüzeyine yakın olan hava ısınınca yükselir. Tipik yaz fırtınaları gerçekleşir.

Noktasal Verilerden Alansal Yağışın Hesabı:

1-) Aritmatik ortalama Hesabı :

 

• Eğer yağış ölçüm  istasyonları homojen dağılmışsa ve İstasyonlar arasında çok büyük yağış farkı yoksa, sonuçlar tatmin edici olur.

2-)Thiessen Poligon Metodu:

 

Takip edilecek yol :

• İstasyonları birbirine bağlayan çizgilerle poligonlar oluştur
• Poligonları ortadan ikiye bölünür.
• Kenar orta dikmeleri çıkarak ,istasyonları çecreleyecek şekilde çakıştır,birleştir.
• Her istasyonu çevreleyen alanı hesaplanır.
• İstasyonu çevreleyen alanla,Yağış değerini çarpılır;P_1.istasyon x A_1.istasyon=P_A 
• İstasyon alanını toplam alana oranlayarak istasyon ağırlığını bulunur.
• Her istasyon için ağırlıklı yağışı toplayarak bölgesel yağışı hesaplanır.

 3-)Eşyağış Eğrileri Metodu:

Takip edilecek yol:

• Eşyağış çizgilerini çizilir.
• Havzadaki her grid alanındaki yağışı hesaplanır. 
• Her grid alanındaki değerleri toplanır.
• Bir havzaya düşen yağışı elde etmek için grid alanlarının sayısını toplama bölünür.

4-)Mesafe ağırlık metodu:.

• Her istasyon havzanın merkezine olan uzaklığı oranında sonuca etki eder.
• Bu metod diğer metodları kıyaslamak için yapılır.