DOĞAL İKLİM DEĞİŞİKLİKLERİ: LEVHA HAREKETLERİ VE MİLANKOVİÇ DÖNGÜLERİ
Prof. Dr. Murat TÜRKEŞ
Uzm. Bahar ÖZAY
Levha Tektoniği Nedir?
Mantonun litosferden görece daha sıcak ve daha akışkan üst bölümü astenosfer olarak adlandırılır. Litosferi oluşturan geniş ve katı levha parçaları, astenosferdeki konveksiyon hücrelerinin oluşturduğu iç dolaşıma bağlı olarak hareket etmektedir. Bu büyük ölçekli düzenek, levha tektoniği (plaka tektoniği) olarak adlandırılır. Levha tektoniği kuramına göre, litosfer astenosfer üzerinde hareket eden çok sayıda levhaya ayrılır. Volkanik etkinlik, deprem etkinliği ya da volkanik ve deprem etkinlikleri birlikte, çoğunlukla levha sınırlarını işaret eder. Levhalar, bu sınırlar boyunca uzaklaşır (diverjans), yaklaşır (konverjans) ya da yanal olarak hareket eder (transform levha sınırı) (Şekil 6).
Astenosferdeki konveksiyon hücrelerinin oluşturduğu iç dolaşıma bağlı olarak yükselen magmanın ve volkanik püskürmelerin etkisiyle okyanus ortası sırtlarda, yeni litosfer oluşur (Şekil 6). Eski litosfer ise, dalma batma kuşaklarında ve okyanus çukurlarında kısmen erir ve yok olur. Levha hareketleri, yılda birkaç milimetreden (mm) birkaç santimetreye değişen bir yavaş hareket olarak gerçekleşir. Levha hareketlerinin yavaş oluşu kıtaların parçalanmasına ve okyanus havzalarının oluşmasına neden olur.
Şekil 6. Litosfer ve astenosfer arasındaki ilişki, levha hareketleri ve temel levha sınırı tipleri: diverjan (uzaklaşan), konverjan (yaklaşan) ve transform levha sınırları (çeşitli kaynaklardan yararlanarak; Türkeş, 2021a ve 2021b)
Levha tektoniğinden önce bilim insanları, depremlerin neden belirli bölgelerde yaygın ve diğerlerinde son derece ender olduğu, volkanların neden zaman zaman zincirler halinde oluştuğu ve aynı türün fosillerinin coğrafi olarak neden binlerce kilometre uzaktaki kıtalarda ortaya çıktığı gibi birçok doğa olayını açıklayamıyordu. Bilim insanları, gezegenimizin jeolojik zamanlar boyunca karşılaştığı iklim değişikliklerinin önemli bir bölümünün arkasındaki itici gücün tektonik olduğunu da fark ettiler. Genel olarak okyanus tabanlarından ve kıtalardan, yani okyanusal ve kıtasal kabuktan oluşan okyanusal ve kıtasal levhalar, yılda birkaç mm ya da cm hızla sürüklenir, daha küçük parçalara ayrılır, birbirinden uzaklaşır (ayrılır) ya da birbirine çarpar. Bu hareket, doğal deniz yollarını açar ve kapatır, okyanus havzalarını oluşturur ve genişletir, sıradağları ve /ya da volkanları oluşturur. Kuşkusuz bunu yaparken Dünya’daki rüzgârları ve okyanus akıntılarını yavaş ama geniş ölçekli ve önemli düzeyde değiştirir.
Levha Tektoniği, İklim ve İklim Değişikliği İlişkisi
Milyonlarca yıl boyunca, atmosferdeki karbondioksit (CO2) tutarı, diğer etmenlerin yanı sıra, silikatlı kayaçların (örneğin granit, kuvarsit, gnays vb. gibi silisyum içeren çeşitli magmatik ve metamorfik kayaçlar) küresel olarak hava koşullarının denetimindeki ayrışmaya maruz kalmasıyla düzenlenir. Kalsiyum silikatlar su ile karıştığında, örneğin atmosferden gelen CO2 kayaçlardaki kalsiyum ile tepkimeye girerek kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşturur. Sonuç, doğal bir yolla atmosferden CO2’nin uzaklaştırılmasıdır. Açıkta kalan silikatlar, yüksek nem, yağış ve sıcaklıkla nitelenen tropikal bölgelerde ayrışmaya daha yatkındır. Tropiklerin yakınındaki sıcak ve nemli bölgelerde büyük oranlarda silikat kayaları varsa, atmosferden daha fazla CO2 uzaklaştırılır, bu da küresel sera etkisini azaltır ve iklimi soğutur. Tropikal ve subtropikal bölgelerde silikat kayalarının yokluğunda atmosferde daha fazla CO2 birikir ve iklim daha sıcak olur. Bu jeolojik döngü, Kartopu Dünya’nın değişen kıtaları ve iklimleri tarafından çarpıcı bir şekilde temsil edilmektedir.
Sonuç olarak, levha tektoniği, doğal Dünya’daki üç ana iklim zorlama etmeninden biridir. Levha tektoniği, atmosfer, kara yüzeyi ve bitki örtüsü gibi iklime doğrudan etkisi olan bazı etmenlerin tersine, milyonlarca yıl boyunca çok yavaş çalışır. Diğer ikisi, yerküre ile güneş arasındaki astronomik ilişkiler, özellikle, Dünya’nın yörüngesinin şeklindeki ve kendi dönüş ekseninin eğimindeki vb. değişiklikler şeklinde tanımlanan orbital zorlama ve Güneş enerjisinin şiddetindeki değişikliklerdir. İklim zorlaması, herhangi bir düzeneğin, örneğin kuvvetlenen ya da değişen sera etkisinin, insan etkinlikleri yüzünden atmosfere salınan ve atmosferdeki birikimleri hızla artan milyarlarca tonluk ek sera gazı salımlarının etkisiyle iklimi değişmeye zorlamasıdır. Bu bir pozitif insan kaynaklı ışınımsal zorlamadır.
Şekil 7. Milankovitch döngülerinin yalınlaştırılmış birlikte gösterimi: Yerkürenin yörüngesinin şeklindeki (E), eksen eğikliğindeki (T) ve presesyonundaki (P) değişiklikler (Türkeş 2010; Jansen ve ark. 2007’na göre yeniden çizildi.)
Bir başka örnek, genel olarak Milankoviç döngüleri olarak da adlandırılan, Dünya ekseninin eğimindeki ve Dünya’nın Güneş çevresindeki yörüngesinin şeklindeki yavaş değişikliklerin yerküre iklimi üzerindeki etkisi, yani orbital zorlamasıdır (Şekil 7). Özetle, küresel iklimi etkileyebilecek olan başlıca astronomik ilişkiler, yerkürenin Güneş’in çevresindeki yörüngesinin şeklindeki (E) değişiklikler (eksantrisite daha yuvarlak ya da daha eliptik) ile yerkürenin eksen eğikliğindeki (T) ve presesyonundaki (P) (dönüş ekseninin yönündeki)
değişiklikleri içerir (Şekil 7). Burada verilen tüm bu değişiklikler, yerkürenin jeolojik geçmişindeki iklim değişikliklerinin oluşmasında ve denetiminde önemli bir görev üstlenmiş olmalıdır. Ancak, iklim değişikliğinin bilinen “dış” nedenlerinin, kısa süreli iklim değişikliklerini, özellikle yıllar arası, on yıllık ya da birkaç on yıllık daha uzun dönemli iklimsel değişkenlikleri açıklaması olanaksızdır.