Levha Tektoniği Kuramı


Levha Tektoniği Kuramı’nın tarihsel geçmişi 17. yüzyıla kadar gider. Bununla ilgili birçok görüş ve hipotez ortaya atılmıştır. Bunlar arasında kontarksiyon, ekspansiyon, mağmatik yükselme-kabarma, konveksiyon akımları, kıtaların kayması kuramları en önemlileridir. Bütün bunların sonunda diğerlerinden gelişerek ortaya atılan “Levha Tektoniği Kuramı” günümüzde halen geçerliliğini korumaktadır.

Bu kuramın öncülü, Alman jeofizikçi Alfred Wegener tarafından 1912’de ortaya konulan “Kıtaların Kayması Kuramı”dır. Bu kurama göre kıtalar okyanus tabanlarından farklı yapıdadırlar. Onlara sımsıkı bağlı değillerdir. Aksine buzdağlarının denizde yüzdükleri gibi kıtalar da derin deniz diplerinde -okyanus tabanlarında- açığa çıkan ve yoğunlukları kendilerinkinden fazla olan ağır maddeler üzerinde yüzerler, kayarlar.

Levha Tektoniği, büyük ölçüde okyanuslardan elde edilen veriler üzerine kurulmuş bir teoridir. Bu özelliği ile kendinden önceki teorilerden ayrılır.

İkinci Dünya Savaşı esnasında özellikle denizaltı savaşları için geliştirilen son derece hassas batimetrik harita alma yöntemleri savaştan sonra da birçok bilim insanının çalışmasıyla kullanılmaya devam etti. Özellikle Lamont Jeofizik Rasathanesi gemileri, sadece batimetrik değil mağnetik ve gravite verilerini de topladı ve aynı zamanda deniz tabanlarından kaya örnekleri aldı.

Bu gelişmeler olurken Amerikalı petrolog Harry Hess savaş yıllarında donanmada edindiği deneyimler ışığında okyanusların tarihi ile ilgilendi. 1960 yılında yayınlanan makalesinde Hess, mantoda büyük ölçüde konveksiyon akımları olması varsayımından hareketle, okyanus litosferinin bu konvektif sistemin sınır kondüksiyon tabakası olduğunu ileri sürdü. Aynı yıl Robert Dietz, bu mekanizmaya deniz tabanı yayılması adını verdi.

Hess ve Dietz’in makalelerinin yayınlanmasının sonrasında Kanada’da Morley, İngiltere’de Fred Vine, Hess’in düşüncesini kontrol edebilmek için bir yöntem önerdiler. Bu yöntemin esası şuydu: Yer’in jeomanyetik kutuplarının Senezoik esnasında düzensiz aralıklarla terslendiği, yapılan paleomanyetik çalışmalardan biliniyordu. Deniz tabanı yayılması yayılma eksenine dik yönde ve bilateral simetrik olarak okyanus tabanı ürettiğine göre jeomanyetik kutuplardaki terslenmeler de yayılma merkezinin her iki yanına simetrik olarak kaydedilmiş olmalıydı.

Neden böyleydi? Okyanus tabanında üst tabakalar ferromanyetik mineral içeren bazaltlardan oluşur. Yayılma ekseninde sıvı halde bulunan bazalt lavları içerisindeki mineraller püskürdükleri andaki jeomanyetik alanın etkisi nedeniyle belli bir yönde dizilirler. Yayılma devam ettikçe yayılma merkezinden uzaklaşan bazalt beraberinde püskürdüğü zamanki jeomanyetik alanın yönünün de sabit bir kaydını taşır. Sürekli jeomanyetik alan terslenmeleri, yayılma merkezinin iki yanında ve ona paralel uzanan ters ve normal yönde manyetize olmuş şeritler meydana getirir. İşte Morley ve Fred Vine ile o zamanki tez hocası Drumont Matthews, bu fikri ileri sürerek özellikle Ewing grubu tarafından yıllardır toplanmakta olan Lamont Jeofizik Rasathanesi’nin veri bankalarında birikmiş manyetik verilerin bu görüşler ışığı altında tekrar gözden geçirilmesi gerektiğini önerdiler. Vine ve Matthews’un bu konudaki makalesi 1963 yılında Nature dergisinde yayınlandı.

Yıllardır yapılan çalışmalar artık semeresini vermeye başlamıştı. Kanadalı John Tuzo Wilson 1960’lı yılların ilk yarısında o zamana kadar gerek Kanada kalkanı üzerinde ve gerekse Kanada’daki buzullaşma hakkında yaptığı çalışmalarla tanınmış bir jeofizikçiydi. Aynı sıralarda Lamont Jeofizik Rasathanesi’nden Walter C. Pitman, Lamont’un veri bankalarında bulunan manyetik verileri kontrol ederek Vine ve Matthews’un, dolayısıyla Hess’in haklı olduğunu gösterdi. Sadece kıtalar değil okyanus tabanları da küre sathında binlerce ve binlerce kilometrelik mesafeler kat ediyorlar, orta okyanus sırtında doğup derin deniz hendekleri boyunca tekrar mantoya dönüyorlardı.

Bu arada T. Wilson probleme tamamen değişik bir açıdan yaklaşıyordu. Wilson’a göre, orta okyanus sırtları ile hendeklerin bittikleri yerlerde hareket, büyük yanal atımlı faylarla başka bir şekle “transforme” edilerek devam ediyordu. Böyle sırtları ve hendekleri birbirine bağlayarak hareketin devamını sağlayan yanal atımlı faylara Wilson, hareketi transforme (aktardıkları) ettikleri için “transform fay” adını verdi. Wilson 1965’de tüm sırtları ve hendekleri birbirine bağlayan küre üzerindeki hareketli kuşakları ilk defa tam olarak açıkladı ve kuşaklar boyunca birbirlerine göre hareket etmekte olan, dahili olarak da asismik ve yüksek bir burulma rijitidesine sahip olan bu litosfer parçalarına “Levha” adını verdi. Bu suretle levha tektoniği tüm öğeleriyle ortaya çıkmış oldu.

Levha tektoniğinin gelişmesinde, 1967 yılında yayınlanan iki makale çok önemli bir rol oynadı. Bunlardan biri Lamont’un jeofizikçilerinden Lynn R. Sykes tarafından yayınlandı. Sykes, o zamanlar hayli gelişmiş olan depremlerin fay mekanizmalarının çözümleri yönteminden yararlanarak Wilson’un transform fay kavramını ve onunla birlikte Hess’in deniz tabanı yayılması hipotezini kontrol etmek niyetiyle Orta Atlantik sırtını öteleyen kırık zonları boyunca bir seri fay düzlemi sonucu elde etti. Sykes yaptığı bütün çözümlerde kesinlikle Wilson’un yorumunun doğru olduğunu açıklıyordu. Levha tektoniği tabi tutulduğu bütün testlerden başarıyla çıkınca, bu kuramın tüm dünya küresi üzerinde ayrıntılı bir şekilde kontrol edilmesi gereği ortaya çıktı. Önce 1967’de genç jeofizikçi Dan McKenzie ile uygulamalı matematikçi Robert Parker levha tektoniğinin küre üzerinde nasıl uygulanması gerektiğini göstererek levha hareketlerinin kinematiğinin türetilmesinde deprem kayma vektörlerinin önemine dikkati çektiler. 1969 yılında dar anlamda levha tektoniğinin son önemli öğesini oluşturan üçlü eklem sorunu da McKenzie ve Morgan tarafından ortaya atılıp çözülerek teorinin kendi içinde tutarlı ve tamamlanmış bir sistem haline gelmesi sağlandı.

1969 yılından itibaren levha tektoniği, ada yayları, kenar denizleri, orojenik kuşaklar, geçmişteki fauna ve floranın dağılımı, mantonun evrimi ve konveksiyonu ile yer bilimleri kapsamına giren pek çok konuda bu prensiplere dayalı veya bu prensiplere dayandığını iddia eden pek çok hipotezin atılmasına neden olmuş ve onlarla birlikte dünya çapında yepyeni bir tektonik model oluşmuştur. Bu model yerbilimlerinde tüm yönleriyle test edilmiştir. Günümüzde yerbilimlerini ilgilendiren ve yaşamımızla yakından ilgili birçok problem Levha Tektoniği ile çözülmektedir. Örneğin petrol, doğal gaz, derin deniz sondajları ile aranan madenler bu model yardımıyla insanlık hizmetine sunulmaktadır.