Kuvaterner Bilimi


Gürer Ö. F.

Kuvaterner Stratigrafisinin ilkeleri ve yöntemler, Nizamettin Kazancı,Alper Gürbüz, Editör, Ankara Üniversitesi, Ankara, ss.1-570, 2012

  • Basım Tarihi: 2012
  • Yayın Evi: Ankara Üniversitesi
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Sayfa Sayısı: ss.1-570
  • Editörler: Nizamettin Kazancı,Alper Gürbüz, Editör

Özet

Son 2.6 milyon yıl olarak tanımlanan Kuvaterner, Dünya tarihinde bilinen şüphesiz en kısa, en son ve önemli bir jeolojik dönemdir. Önceki dönemelere göre kısa olmasına rağmen Kuvaterner döneminin birimleri günümüz yeryüzünün büyük bölümünü kaplar ve insan etkinlikleri için çeşitli kaynaklar sağlar. Yerbilimciler için, göreceli olarak son yaşanan olaylar daha uzak bir geçmişin anlaşılması için bir öngörü tanır. Bir iklimbilimci için, devam eden iklim değişikliği ile ilişkili sorunlar ile kuşatılmış bir Dünya’da geçmiş iklimler hakkında kanıtlar sunar. Kuvaterner sırasındaki olaylar, biyologlar ve toprak bilimciler için, var olan bitki ve hayvan dağılımlarını açıklamak ve toprak oluşumunu aydınlatmak için bilgi sağlar. Kuvaterner, yeryüzü,  biyosfer ve hidrosferi kapsayan bütün iklimsel değişimlerin belirgin olduğu bir dönemdir. Bu dönem aynı zamanda hominidlerin geç dönem evrimine ve homo spaiens’in ortaya çıkmasına tanıklık etmiştir. Kısacası, gerçek ve ilgi çeken bir Dünya zamanıdır.

Stratigrafik sınıflandırma, hemen hemen tüm Kuvaterner araştırmaların temelini oluşturur. Stratigrafi, kayaların nitelikleri ve özelliklerinin herhangi birine dayalı olarak birimler halinde keyfi, fakat sistematik bir organizasyonudur. Stratigrafi, kaya kütlelerini, tutturulmamış çökelleri ve ayrışmış gereçleri de içeren sınıflama ve alt bölümlere ayırma sistemidir. Stratigrafik birimleri ayırmak için birçok farklı özellik kullanılır. Birimler özelliklerine veya yaş ilişkilerine ve gereç içeriğine veya fiziksel özelliklerine göre yaygınca bölünebilir. Stratigrafi ilkeleri ve yöntemleri aslında çökel kayalarda gelişmiş ve onlarda kayıtedilmiş verileri sınıflamak için geliştirilmiştir, fakat bu yer kabuğunu oluşturan tüm gereçler için ve yer kaynaklarının dağılımını tanımlamak için de uygulanmıştır. Kaya kütlelerini sınıflamak ve tanımlamak için tek tip standartlar ve tanımlanmış işlemler, son yarım yüzyılda farklı ülkelerde çeşitli stratigrafik terminoloji kodları ile yayınlanmıştır. Bu durum stratigrafinin sık sık yenilendiğini ve bunun devam edeceğini göstermektedir. Sonuç olarak, evrensel olarak uzlaşılmış stratigrafi ilke ve terimleri listesi vermek olanaksızdır.  

1.       Giriş

Latince “tabaka” ve Yunanca “graphia”dan türetilen stratigrafi geleneksel olarak kaya katmanlarının bilimi olarak kabul edilir. Ancak, bu tanım daha sonra katmansız çökel kayaçlar, magmatik ve metamorfik kayaçlar içerecek şekilde genişletilmiştir. Stratigrafi genel olarak belirgin stratigrafik birimler halinde sıkıştırılmış veya gevşek durumda olan yer kabuğunu (ve diğer gezegenlerin) oluşturan tüm kayaları içerir ve belirgin stratigrafik birimlerin kendi özellik ve niteliklerine dayalı bir organizasyonudur. Sıkışmamış veya yarı sıkışmış Kuvaterner katmanlarını tanımlamak için ”kaya” terimi uygun görülmüştür ve bu kullanım, Uluslararası Stratigrafi Kılavuzu (Salvador, 1994) tarafından kabul edilmiştir. Böylece stratigrafide “kaya” en geniş anlamda kullanılmaktadır. Stratigrafi başlıca, tanımlama, sınıflandırma, isimlendirme, uzay ve zaman ilişkileri kurma amaçlı stratigrafik karşılaştırmayı (korelasyonu) kapsar. Böylece, stratigrafi sadece kaya kütlelerinin stratigrafik aşaması ve yaş ilişkileri ile değil bunun yanında dağılım, litoloji, fosil içeriği ve diğer tüm özellikleri ve nitelikleri ile de ilgilenmektedir. Stratigrafi aynı zamanda, ortam yorumu ve kayaların kökeni ve onların jeolojik geçmişi ile de ilgilenir.

Stratigrafik birimleri, tipik özelliklerinin ve sınırlarının açıkça tanımlandığı yerlere göre adlandırmak esastır. Adlanan bir birim ilk olarak tanımlandığı (tip yer veya tip kesit) yerden uzakta olabilir.  Tip yer veya kesit yerinin verilmesi diğer araştırmacıların bu yeri ziyaret edip çalışması ve herkesin birimin tanıması ve özelliklerinin anlaşılması için olanak sağlar. 

Sedimenter katmanların çalışılması ile önceki jeologlar tarafından süperpozisyon ilkesi (bir çökel altındaki çökelden daha gençtir) formüle edilmiştir. Süperpozisyon, bir birimin bir diğeriyle dokanağının  görünmediği yerlerde, ve birçok metamorfik ve plütonik magmatik kayalarda uygulanamaz. 

Bilim adamları, Dünya’yı çalışmaya başladıklarından beri bulgularını tanımlamak, sınıflandırmak ve gözlemler hakkında iletişim kurmak için çalıştılar.  Yer bilimciler üst üste duran katmanların özellikleri hakkında birçok yöntem geliştirdi. Katmanlı kayaların tanımı birçok yolla yapılabilir. On sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllarda, yerbilimcinin uzmanlığına bağlı olarak, tanım ve sınıflandırılma, fosil içeriği (biyostratigrafisi) ve/veya litoloji (litostratigrafi)’ye dayalı olabilir. Yirminci Yüzyıl’da kimya ve fizikteki gelişmeler kayaçların sınıflandırılmasında etkin olmuştur (örneğin, kimyasal stratigrafi, kronostratigrafi, manyetostratigrafi ve sismostratigrafi). Stratigrafik birim türleri, belirli alanlar veya özel amaçlar için kullanışlı olabilir. Kronostratigrafi birimleri dünya çapında tanımlanmıştır ve stratigraflar arasında uluslararası iletişimin en iyi yolu olarak önerilmiştir.

Kayaların litolojik özellikleri (kimyasal bileşim, mineraloji, tane boyu dağılımı, renk, katman yapısı, jeoteknik özellikleri) farklı litostratigrafik birimler için ve iki veya daha çok yerde mostra veren birim arasında korelasyon işlemlerinde kullanılan kriterlerdir.  Buna litostratigrafik korelasyon denir. Benzer şekilde çökellerin fosil içeriği biyostratigrafi ve fosil temelinde korelasyon için kullanılırsa buna biyokorelasyon denir. Kronostratigrafi, kronostratigrafik kaya biriminin kronokorelasyonun kurulması için kaya yaşlarının doğrudan veya dolaylı ölçümü ile oluşturulur. Pedostratigrafi, pedostratigrafik birimin pedokorelasyonu için toprak oluşumu ile sonuçlanan özellikleri kullanılır. Morfostratigrafi, morfostratigrafik birimin morfokorelasyonu için yüzey özelliklerini kullanır. Genellikle Kuvaterner stratigrafları oldukça parçalanmış ve sınırlı zaman aralıkları içinde hassas yaşlandırma yapılabilmiş kısmi stratigrafik kayıtla karşı karşıya kalırlar. Bunun bir sonucu olarak, çok dikkatli ortamsal yorumlar ve stratigrafik evrim için bir başka yerde onunla doğru ilişkilendirilmiş istife ihtiyaç vardır.

Stratigrafik birimler ve bunlara arasındaki sınırlar daha önce tipik lokalitesi ile ve coğrafik yer adı içeren bir isimle ve birimin aşaması verildiyse her iki kelime büyük harf ile başlar. Bununla birlikte, birçok köklü kronostratigrafik ve jeokronolojik birimler çok farklı köken isimleri ile biliniyorlar (ör, Kuvaterner Sistem kronostartigrafik birim gibi, Kuvaterner Periyot jeokronolojik birim gibi). Ayrıca, biyostratigrafik birimler genellikle bir veya daha çok organizma grubu (taxa) ile belirlenmiştir (ör, Calluna vulgaris –Gramineae Polen Topluluğu Biozonu). Kurallı stratigrafik birimlerin tanımları için detaylı açıklamalar North American Stratigraphic Code (North American Commission on Stratigraphic Nomenclature 1983) ta verilmiştir. Bunun yanında formal olmayan birimler için stratigrafik isimler de vardır. Aslında, stratigrafik birimlerin kurallı tanımlanması geniş alanlarda yüzeylenmişse veya bir bölgenin jeoloji tarihinde önemli bir yere sahipse ve süreklilik gösteren birimler için uygundur. Kuralsız isimler (büyük harfle başlamayan) ince, jeolojik açıdan önemsiz, sınırlı oluşumlar veya sadece rastlantı sonucu belirlenmiş daha az önemli birimler için daha uygundur.

Litostratigrafik, biyostratigrafik, kronostratigrafik ve jeokronolojik birimler Kuvaterner öncesi kayaları sıralamak, alt bölümlere ayırmak ve tanımlamak için yeterlidir. Bunlar Kuvaterner çökelleri için zaman zaman kullanılmıştır. Fakat bunlar Kuvaterner istiflerinin bazı önemli yönlerini kapsamamıştır. Stratigrafinin tüm yönleriyle tam olarak göz önüne alınması Kuvaterner istiflerin doğru yorumlanması için ve bölgesel, ulusal ve uluslararası korelasyon için esastır. Bu olmadan, çökelmenin, aşınmanın ve toprak oluşumunun yanlış korelasyonu ve yanlış yaşlandırılması güçlü bir olasılıktır.

 

Son 2.6 milyon yıl olarak tanımlanan Kuvaterner, Dünya tarihinde bilinen şüphesiz en kısa, en son ve önemli bir jeolojik dönemdir. Önceki dönemelere göre kısa olmasına rağmen Kuvaterner döneminin birimleri günümüz yeryüzünün büyük bölümünü kaplar ve insan etkinlikleri için çeşitli kaynaklar sağlar. Yerbilimciler için, göreceli olarak son yaşanan olaylar daha uzak bir geçmişin anlaşılması için bir öngörü tanır. Bir iklimbilimci için, devam eden iklim değişikliği ile ilişkili sorunlar ile kuşatılmış bir Dünya’da geçmiş iklimler hakkında kanıtlar sunar. Kuvaterner sırasındaki olaylar, biyologlar ve toprak bilimciler için, var olan bitki ve hayvan dağılımlarını açıklamak ve toprak oluşumunu aydınlatmak için bilgi sağlar. Kuvaterner, yeryüzü,  biyosfer ve hidrosferi kapsayan bütün iklimsel değişimlerin belirgin olduğu bir dönemdir. Bu dönem aynı zamanda hominidlerin geç dönem evrimine ve homo spaiens’in ortaya çıkmasına tanıklık etmiştir. Kısacası, gerçek ve ilgi çeken bir Dünya zamanıdır.

Stratigrafik sınıflandırma, hemen hemen tüm Kuvaterner araştırmaların temelini oluşturur. Stratigrafi, kayaların nitelikleri ve özelliklerinin herhangi birine dayalı olarak birimler halinde keyfi, fakat sistematik bir organizasyonudur. Stratigrafi, kaya kütlelerini, tutturulmamış çökelleri ve ayrışmış gereçleri de içeren sınıflama ve alt bölümlere ayırma sistemidir. Stratigrafik birimleri ayırmak için birçok farklı özellik kullanılır. Birimler özelliklerine veya yaş ilişkilerine ve gereç içeriğine veya fiziksel özelliklerine göre yaygınca bölünebilir. Stratigrafi ilkeleri ve yöntemleri aslında çökel kayalarda gelişmiş ve onlarda kayıtedilmiş verileri sınıflamak için geliştirilmiştir, fakat bu yer kabuğunu oluşturan tüm gereçler için ve yer kaynaklarının dağılımını tanımlamak için de uygulanmıştır. Kaya kütlelerini sınıflamak ve tanımlamak için tek tip standartlar ve tanımlanmış işlemler, son yarım yüzyılda farklı ülkelerde çeşitli stratigrafik terminoloji kodları ile yayınlanmıştır. Bu durum stratigrafinin sık sık yenilendiğini ve bunun devam edeceğini göstermektedir. Sonuç olarak, evrensel olarak uzlaşılmış stratigrafi ilke ve terimleri listesi vermek olanaksızdır.  

1.       Giriş

Latince “tabaka” ve Yunanca “graphia”dan türetilen stratigrafi geleneksel olarak kaya katmanlarının bilimi olarak kabul edilir. Ancak, bu tanım daha sonra katmansız çökel kayaçlar, magmatik ve metamorfik kayaçlar içerecek şekilde genişletilmiştir. Stratigrafi genel olarak belirgin stratigrafik birimler halinde sıkıştırılmış veya gevşek durumda olan yer kabuğunu (ve diğer gezegenlerin) oluşturan tüm kayaları içerir ve belirgin stratigrafik birimlerin kendi özellik ve niteliklerine dayalı bir organizasyonudur. Sıkışmamış veya yarı sıkışmış Kuvaterner katmanlarını tanımlamak için ”kaya” terimi uygun görülmüştür ve bu kullanım, Uluslararası Stratigrafi Kılavuzu (Salvador, 1994) tarafından kabul edilmiştir. Böylece stratigrafide “kaya” en geniş anlamda kullanılmaktadır. Stratigrafi başlıca, tanımlama, sınıflandırma, isimlendirme, uzay ve zaman ilişkileri kurma amaçlı stratigrafik karşılaştırmayı (korelasyonu) kapsar. Böylece, stratigrafi sadece kaya kütlelerinin stratigrafik aşaması ve yaş ilişkileri ile değil bunun yanında dağılım, litoloji, fosil içeriği ve diğer tüm özellikleri ve nitelikleri ile de ilgilenmektedir. Stratigrafi aynı zamanda, ortam yorumu ve kayaların kökeni ve onların jeolojik geçmişi ile de ilgilenir.

Stratigrafik birimleri, tipik özelliklerinin ve sınırlarının açıkça tanımlandığı yerlere göre adlandırmak esastır. Adlanan bir birim ilk olarak tanımlandığı (tip yer veya tip kesit) yerden uzakta olabilir.  Tip yer veya kesit yerinin verilmesi diğer araştırmacıların bu yeri ziyaret edip çalışması ve herkesin birimin tanıması ve özelliklerinin anlaşılması için olanak sağlar. 

Sedimenter katmanların çalışılması ile önceki jeologlar tarafından süperpozisyon ilkesi (bir çökel altındaki çökelden daha gençtir) formüle edilmiştir. Süperpozisyon, bir birimin bir diğeriyle dokanağının  görünmediği yerlerde, ve birçok metamorfik ve plütonik magmatik kayalarda uygulanamaz. 

Bilim adamları, Dünya’yı çalışmaya başladıklarından beri bulgularını tanımlamak, sınıflandırmak ve gözlemler hakkında iletişim kurmak için çalıştılar.  Yer bilimciler üst üste duran katmanların özellikleri hakkında birçok yöntem geliştirdi. Katmanlı kayaların tanımı birçok yolla yapılabilir. On sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllarda, yerbilimcinin uzmanlığına bağlı olarak, tanım ve sınıflandırılma, fosil içeriği (biyostratigrafisi) ve/veya litoloji (litostratigrafi)’ye dayalı olabilir. Yirminci Yüzyıl’da kimya ve fizikteki gelişmeler kayaçların sınıflandırılmasında etkin olmuştur (örneğin, kimyasal stratigrafi, kronostratigrafi, manyetostratigrafi ve sismostratigrafi). Stratigrafik birim türleri, belirli alanlar veya özel amaçlar için kullanışlı olabilir. Kronostratigrafi birimleri dünya çapında tanımlanmıştır ve stratigraflar arasında uluslararası iletişimin en iyi yolu olarak önerilmiştir.

Kayaların litolojik özellikleri (kimyasal bileşim, mineraloji, tane boyu dağılımı, renk, katman yapısı, jeoteknik özellikleri) farklı litostratigrafik birimler için ve iki veya daha çok yerde mostra veren birim arasında korelasyon işlemlerinde kullanılan kriterlerdir.  Buna litostratigrafik korelasyon denir. Benzer şekilde çökellerin fosil içeriği biyostratigrafi ve fosil temelinde korelasyon için kullanılırsa buna biyokorelasyon denir. Kronostratigrafi, kronostratigrafik kaya biriminin kronokorelasyonun kurulması için kaya yaşlarının doğrudan veya dolaylı ölçümü ile oluşturulur. Pedostratigrafi, pedostratigrafik birimin pedokorelasyonu için toprak oluşumu ile sonuçlanan özellikleri kullanılır. Morfostratigrafi, morfostratigrafik birimin morfokorelasyonu için yüzey özelliklerini kullanır. Genellikle Kuvaterner stratigrafları oldukça parçalanmış ve sınırlı zaman aralıkları içinde hassas yaşlandırma yapılabilmiş kısmi stratigrafik kayıtla karşı karşıya kalırlar. Bunun bir sonucu olarak, çok dikkatli ortamsal yorumlar ve stratigrafik evrim için bir başka yerde onunla doğru ilişkilendirilmiş istife ihtiyaç vardır.

Stratigrafik birimler ve bunlara arasındaki sınırlar daha önce tipik lokalitesi ile ve coğrafik yer adı içeren bir isimle ve birimin aşaması verildiyse her iki kelime büyük harf ile başlar. Bununla birlikte, birçok köklü kronostratigrafik ve jeokronolojik birimler çok farklı köken isimleri ile biliniyorlar (ör, Kuvaterner Sistem kronostartigrafik birim gibi, Kuvaterner Periyot jeokronolojik birim gibi). Ayrıca, biyostratigrafik birimler genellikle bir veya daha çok organizma grubu (taxa) ile belirlenmiştir (ör, Calluna vulgaris –Gramineae Polen Topluluğu Biozonu). Kurallı stratigrafik birimlerin tanımları için detaylı açıklamalar North American Stratigraphic Code (North American Commission on Stratigraphic Nomenclature 1983) ta verilmiştir. Bunun yanında formal olmayan birimler için stratigrafik isimler de vardır. Aslında, stratigrafik birimlerin kurallı tanımlanması geniş alanlarda yüzeylenmişse veya bir bölgenin jeoloji tarihinde önemli bir yere sahipse ve süreklilik gösteren birimler için uygundur. Kuralsız isimler (büyük harfle başlamayan) ince, jeolojik açıdan önemsiz, sınırlı oluşumlar veya sadece rastlantı sonucu belirlenmiş daha az önemli birimler için daha uygundur.

Litostratigrafik, biyostratigrafik, kronostratigrafik ve jeokronolojik birimler Kuvaterner öncesi kayaları sıralamak, alt bölümlere ayırmak ve tanımlamak için yeterlidir. Bunlar Kuvaterner çökelleri için zaman zaman kullanılmıştır. Fakat bunlar Kuvaterner istiflerinin bazı önemli yönlerini kapsamamıştır. Stratigrafinin tüm yönleriyle tam olarak göz önüne alınması Kuvaterner istiflerin doğru yorumlanması için ve bölgesel, ulusal ve uluslararası korelasyon için esastır. Bu olmadan, çökelmenin, aşınmanın ve toprak oluşumunun yanlış korelasyonu ve yanlış yaşlandırılması güçlü bir olasılıktır.