Kayaçlar Dünya’da en yaygın bulunan malzemelerdir. Yer bilimlerinde kaya, doğal olarak oluşan, düzenli ya da amorf bir yapıya sahip katı mineral veya mineraloid topluluğu olarak tanımlanabilir. Bir kayaya yakından bakıldığında mineral adı verilen kristal yapılardan meydana geldiğini görmek mümkündür. Kayaçlar sadece minerallerden oluşabildikleri gibi kaya parçalarının bir araya gelmesiyle de oluşabilirler. Kayaçların dokusunu, yapısını ve görüntüsünü belirleyen şeylerin onu oluşturan minerallerin özellikleri olduğu bilinmektedir. Doku ve mineral bileşimi kayaların nerede ve nasıl oluştuğunu belirlemek için jeologlara yardımcı olan en önemli kaya özellikleridir. Mineraller çıplak gözle görülebilir boyutta olabilirken mikroskop ile görüntülenecek kadar küçük de olabilirler.
Yer bilimciler, kayaların özellikleri sayesinde doğal bir ortamın oluşum özelliklerini hakkında fikir sahibi olabilir. Bu durum tüm kayaçlar için mümkündür. Yapılan analizler yer kürenin anlaşılması açısından önemli rol oynar. Maden ve enerji kaynakları aranırken de bu analizlere başvurulur.
Kayaç Grupları Nelerdir?
Jeologlar kayaçları oluşum şartlarına ve kökenlerine göre üç ana gruba ayrırır: sedimanter (tortul) kayaçlar, magmatik kayaçlar ve metamorfik (başkalaşım) kayaçları. Bu kayaçların her biri kaya döngüsünün bir parçası olan erime, soğuma, kristallenme, ayrışma, taşınma, depolanma, taşlaşma (sıkılaşma ve çimentolanma) ve metamorfizma (ısı, yüksek basınç) gibi fiziksel değişikliklerle meydana gelir.
Kayaç Döngüsü Nedir?
Dünya’yı inceleyen bir kişi gezegenimizin devingen bir yapıya sahip olduğunu kolayca gözlemleyebilir. Devingen yapı ise Dünya’nın birbiriyle etkileşim halinde olan ayrı parçalara veya kürelere sahip olduğunu açıklar. Hidrosfer, atmosfer, biyosfer, jeosfer ve bunların bileşenleri ayrı ayrı incelenebilir fakat bunlar birbirinden ayrık değildir. Dünya bir sistem, bu sistem gezegenimizin karmaşık bir yapısı olduğunu ve karmaşık yapıyı meydana getiren birbiriyle etkileşen parçaların var olduğu anlamına gelir. Birbiriyle etkileşen parçaları anlamanın en iyi yolu ise kayaç döngüsünü bilip iyi analiz etmektir.
Kaya döngüsünde ana döngü ve ara yollar vardır. Kayaçlar tek bir yönde birbirlerine dönüşebildikleri gibi ara yollar sayesinde tersi yönde ya da kısa yoldan birbirlerine dönüşebilirler. Dünya’nın iç bölümünde ergiyik malzeme bulunur. Erimiş malzeme magma olarak adlandırılır. Magma, çevresel etkiler nedeniyle zamanla soğuyup katılaşır, bir diğer adı ile kristalizasyon gerçekleşir. Kristalizasyon yer yüzeyinde gerçekleşebildiği gibi yeryüzünün derinliklerinde de meydana gelebilir. Her iki durumda da oluşan kayalara magmatik kaya adı verilir.
Yeryüzünün altında oluşan magmatik kayalar yüzeye çıktığında atmosferik etkiler nedeniyle bozunmaya uğrayarak aşınmaya ve ayrışmaya başlarlar. Kopan ve bozunan parçalar yer çekiminin etkisiyle taşınabilecekleri gibi akarsu, buzul, dalga ve rüzgar gibi etkilerle de taşınırlar. Taşınma sonucunda ise sediman (tortul) adı verilen parçacıklar çoğunlukla okyanusta birikebildiği gibi kumul, bataklık, çöl havzaları, nehir ve taşkın düzlükleri gibi karasal ortamlarda da birikebilir.
Tortullar taşa dönüşürken üstlerine zamanla başka katmanların ağırlıkları eklenir ya da basınca maruz kalırlar ve sonucunda taşlaşırlar. Sıkışmayla oluşan taşlaşma süresince gözeneklerin mineral ile doldurulması sayesinde sedimanter (tortul) kayalar oluşur.
Tortul kayalar, herhangi bir nedenden dolayı yerin derinliklerine gömülürerek dağ oluşumu süreçlerine katılırsa veya bir magma kütlesi sokulum yaparsa yüksek sıcaklık ve basınç nedeniyle etkiye maruz kalır. Değişen ortam koşullarından kaynaklı olarak tortul kayalar metamorfizmaya uğrayarak üçüncü kaya türü olan metamorfik (başkalaşım) kayacına dönüşecektir. Yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında kalan metamorfik kaya erir, magma meydana gelir. Magma oluşumu ile birlikte döngü yeniden başlar ve magma tekrar kristallenerek magmatik kaya oluşumunu sağlar.
Kayaçlar Döngüde Ne Kadar Sürede Birbirine Dönüşür?
Dışardan bakıldığında kayalar değişmeyen kütleler gibi gözükür fakat kaya döngüsü aslında ne kadar değiştiklerini gösterir. Değişim gerçekten çok uzun süreçlerde gerçekleşir. Döngü ise Dünya’da farklı aşamalarda gerçekleşmeye devam eder. Hawaii Adası’nın altında magma oluşurken Colarado’da Kayalık Dağlar ayrışma ve erezyonla yavaş yavaş aşındırılır. Bu ayrışmış kırıntılar en sonunda Meksika Körfezi’ne taşınır ve daha önce orada birikmiş tortul kütlesine ek olarak birikir.
Kayaç döngüsünde bahsettiğimiz ana döngüden farklı olarak ara yollar da mevcuttur. Magmatik kayalar yeryüzüne çıkıp aşınabildikleri gibi yeryüzüne ulaşamadan derinde gömülü kalabilirler. Dağ oluşumu sırasında güçlü sıkıştırma kuvvetlerine ve yüksek sıcaklıklara maruz kalan magmatik kayalar direkt olarak metamorfik kayalara dönüşürler.
Sedimanter (tortul) ve metamorfik (başkalaşım) kayaların yanı sıra tortullar her zaman gömülü kalmazlar. Üstte bulunan katmanlar çevresel etkiler nedeniyle aşınmaya maruz kalırlar. Aşınan yüzeyin altından önceden örtülmüş olan kayalar yüzlek verir ve kayalar ayrışma süreçlerinden etkilenir, tortul kayalar için yeni ham maddeye dönüşür.
Peki kayaç döngüsüne neden olan enerji nereden gelir? Dünya’nın içinden kaynaklanan ısı ile magmatik faaliyetlerden kaynaklanan süreçler magmatik ve metamorfik (başkalaşım) kayaların oluşumunu sağlar. Sedimanter (tortul) kayaçların oluşumunda ise ayrışma ve ayrışmış malzemenin taşınması ve Güneş’ten kaynaklanan enerjiden güç alan dış süreçler etkilidir. Dış süreçler sedimanter (tortul) kayaçların oluşumunu sağlar.
Kayaçlar Neden Önemlidir?
Kayaçlar önemlidir çünkü içinde bulunduğumuz hatta bulunamadığımız zamanlardaki Dünya’yı anlamak ve anlamlandırmak için büyük ipuçları sağlar. Tektonik hareketleri anlamak, evrimsel gelişimi incelemek, yeni hammadde kaynakları bulmak, geçmişi görüp gelecekte olacakları tahmin etmek kısacası canlı ile doğal çevre arasındaki ilişkiyi incelemek ancak kayaçları iyi tanımaktan geçer.
Kullanılan Kaynaklar:
- Genel Jeoloji Temel Kavramlar – Çeviren: Cahit Helvacı
- Essentials of Geology – Frederick K. Lutgens, Edward J. Tarbuck, Dennis Tasa
- Sedimentology and Stratigraphy – Gary Nichols
