Yrd.Doç.Dr. Yaşar EREN

1. AYRIŞMA-EROZYON VE TOPRAK OLUŞUMU Yrd.Doç.Dr. Yaşar EREN

2. Erozyon ve ayrışmanın önemi • Toprak oluşturması • Önemli doğal kaynaklar • Bitki yaşamını destekler • CO2 için depo görevi görür • Heyelanlara neden olur • Septik sistemlerin dizaynı • Bina temelleri dizaynı • Yerdolgusu dizaynı • İklim tarihçesi

3. Yeryüzünün değişmesini sağlayan kuvvetler • Yeryüzünün şekillenmesine etki eden kuvvetler • İç kuvvetler ve • Dış kuvvetler • Olmak üzere ikiye ayrılır • İç kuvvetler • Depremler, volkanlar, litosferin ve yer kabuğunun hareketleri • Bu kuvvetler yerkabuğunda büyük değişiklikler oluşturur ve yer kabuğuna asıl şeklini verir. • Bu değişiklikleri oluşturan enerjinin kaynağı yer içinden gelir (mantodan) • Dış kuvvetler • Atmosferik etkiler, rüzgarlar, akarsular, dalgalar, akıntılar ve canlılar • Bu kuvvetler enerjilerini yeryuvarının dışından (güneşten) doğrudan ve dolaylı olarak alır

4. AYRIŞMA • Atmosfer, su ve canlıların etkisiyle kayaçlarda meydana gelen değişmelere ayrışma denir. • Ayrışma sonucunda değişik renk ve kalınlıkta bir örtü tabakası yani toprak oluşur.

5. Ayrışma yapıları tahrip eder

6. Diferansiyel ayrışma

7. Çölde ayrışma

8. AYRIŞMA • Süreç ve ürünleri • Ana kaya küçük parçalara veya minerallereayrılır veya suda çözünür • •Ayrışma = kırıntılarakarsu • •Erozyon =kırıntıların taşınmasırüzgar SEDIMENTSED KYÇ • buzullar • TAŞINMA • •Yerinde ayrışma Fiziksel/Kimyasal Toprak oluşumu }

9. Yer kabuğunun bazı kısımları ayrışarak parçalanır, kopar • Rüzgar ve sularla taşınır. Sonuçta bir çökelme ortamında depolanırlar. • Ayrışma yerkabuğunda atmosferin erişebildiği derinliğe kadar iner. Buna yüzeysel ayrışma denir. Derinliği 8-10 m kadardır. • Daha derinlerde çatlak ve yarıklar boyunca asitli suların etkisiyle olan ayrışmaya ise derinlik ayrışması denir. Bu ayrışmada 70-80 m derinliğe kadar iner

10. Üç çeşit ayrışma vardır. • 1-Mekanik (fiziksel ayrışma) • 2- Kimyasal ayrışma • 3-Biyolojik ayrışma • Biyolojik ayrışma hem kimyasal hem de fiziksel ayrışmaya neden olduğundan bu iki ayrışma grubu içinde incelenir

11. MEKANİK (FİZİKSEL AYRIŞMA) • Fiziksel olaylarla kayaçların ufak parçalara ayrılmasına fiziksel ayrışma denir. • Bu tip ayrışmada kayaç şekil açısından değişir, • Fakat bileşim açısından değişmez. Mekanik ayrışmaya neden olan faktörler şunlardır

12. Mekanik ayrışma daha küçük taneler oluşturur

13. Yüzey alanı ve ayrışma Alan Alan Alan Alan

14. Donma • Sıcaklık değişimi • Üstteki yükün aşındırılmasıyla oluşan genişleme • Islanma-kuruma • Organizma etkileri

15. Donma • Kayaçların boşluklarını dolduran su donarsa, mevcut suyun hacminde %9 oranında bir artış olur. • Bu hacim değişimi büyük bir basınç oluşturur. • -22 C’de donan suyun meydana getirdiği basınç 1700 kg/cm2 dir. • Bu basınçta kayaçların ufalanmasına sağlar

16. Donma etkisi

17. Donma kamalanması Yamaç molozu Donmayla ayrılma

18. Donmayla ayrılma Yamaç molozu

19. Donmayla ayrılma Talus “konisi”

20. Sıcaklılk değişimi • Sıcaklık değişimleri ve birbirini izleyen ısınma ve donmalar da kayaçların ufalanmalarını sağlar. • Kayaçlar genellikle değişik minerallerden yapılıdır ve her mineralin genişleme ve büzülme katsayıları birbirinden farklıdır. • Bu ayrışmanın sonucunda kayaçlarda kütle kavlaması (exfoliasyon) gelişir.

21. Küresel ayrışma

22. Küresel ayrışma

23. “Şeytan bilyeleri” Australya

24. Küresel ayrışma

25. Küresel ayrışma 40 cm

26. Küresel ayrışma

27. Küresel ayrışma

28. Küresel ayrışma

29. Küresel ayrışma

30. Üstteki yükün aşındırılmasıyla oluşan genişleme • Genellikle derinlerde oluşmuş magmatik kayaçlarda, üstteki yükün aşındırılarak kalkmasıyla bir hacim değişimi meydana gelir. • Bu hacim değişimi topoğrafya yüzeyine paralel ve konsantrik çatlaklar oluşturur • Yüzeye doğru bu çatlaklar daha da sıklaşır • Bu olaya kavlama (exfoliasyon) denir.

31. Basınç serbestlemesi Ve eksfoliasyon (kavlama)

32. Derin gömülme ile oluşan basıncın ortadan kalkması Exfoliasyon domu

33. kavlama

34. YOSEMITE Ulusal PARKI (Kaliforniya) “eksfoliasyon domu”

38. Islanma-kuruma • Aynı şekilde kayaçların periyodik olarak ıslanma ve kurumaları da, kayaçlar genellikle farklı özellikli minerallerden yapılı olduğu için ayrışmaya neden olur.

39. Organizma etkileri(fiziksel biyolojik ayrışma) • Bitkilerin kökleri kayaç çatlaklarına girerek büyümeye başlar. Bu da kayaçları parçalayabilir. • Yine binalarda taş duvarlarının aralarına rüzgarlarla getirilen bitki tohumları burada çimlenir, büyür ve gelişir. Bunun sonucunda da çatlamaları ve genişlemeler oluşur. • Bunların yanısıra orman yangınları, çökme, toprak içinde yaşayan hayvanlar gibi değişik etkenlerde fiziksel ayrışmaya yol açabilir.

40. Biyojenik etkinlik

42. Ayrışmada tane büyüklüğü önemlidir. Tane çapı küçüldükçe ayrışma da artar. Ayrışan bu parçalar yağışlı bölgelerde dağ yamaçlarında birikir ve yamaç molozlarını oluşturur. Bu molozlar yol inşaatlarında, tünel giriş ve çıkışlarında tehlikeler doğurur.

43. KİMYASAL AYRIŞMA • Özellikle su ve gaz gibi atmosferik etkenlerle kayaç ve sedimentlerin kimyasal bileşiminin değiştiği bir ayrışma türüdür. Çeşitleri • Oksidasyon-redüksiyon • Karbonasyon • Hidratasyon • Hidroliz • Solüsyon

44. Oksidasyon-redüksiyon • Oksidasyon, çoğu kez çözünme etkisinde kalan madde ile element halindeki oksijenin birleşmesi ile oluşur. Bu reaksiyonda oksitlenen madde elektron kaybeder • Örneğin markasit (FeS2) oksidasyon auğrayarak ferrikhidroksit ve sülfirikasit oluşur • 2FeS2 + 7H2O + 15O 2Fe(OH)3 + 4H2SO4

45. Redüksiyon ise oksidasyonun tersine elektron kazanma olayıdır. Toprakta gerektiğinden fazla su bulunduğu zaqman yeterli oksijen olmayacağından redüksiyon olayı gelişir. Ferrioksidin ferrookside dönüşmesi buna örnektir. • 2FeO3 (hematit) – O2 4FeO (ferrooksit)

46. Karbonasyon • Karbonat (CO3) veya bikarbonat (HCO3) iyonlarının bazlarla birleşerek karbonatları oluşturmasına denir. • Kalsiyum ve magnezyum içeren kayaçlar genellikle karbonasyon yoluyla ayrışırlar. • karbondioksit suda eriyerek karbonik asiti oluşturur. • H2O + CO2 H2CO3 (karbonik asit) • Karbonik asitli sular kireçtaşına etki ederek kalsiyum bi karbonatı oluştur • CaCO3 + H2CO3 Ca (HCO3)2 • Böylece kireçtaşları eritilmiş olur

47. Ca (HCO3)2 içeren yer altı suları yüzeye Çıktıkları zaman basınç serbestleşmesi gerçekleşir. Bu durumda karbondioksit havaya karışırken su akışına devam eder ve kalsiyumkarbonat çevredeki maddeler üzerinde birikmeye başlar • Ca (HCO3)2 CO2 + H2O + CaCO3 • Karbonasyon sonucu bazı feldispatlar da çözünür.

48. Karbonasyon sonucu bazı feldispatlar da çözünür. • Kireçtaşları ve dolomitler içinde bulunan kil, demiroksit ve alüminyum oksitler karbonatların ortamdan uzaklaştırılmasıyla geride artık kil, terra rosa (kırmızı toprak) ve laterit adı verilen artıklar bırakırlar.

49. Hidratasyon • Kayaç ve minerallerin bünyelerine su almaları olayına hidratsyon denir. • Buna örnek olarak anhidritin su alarak jipse dönüşmesini verebiliriz • CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O

50. Hidroliz • Oksidasyon gibi suda bir mineralin çözünmesinden ziyade hem mineral hem de su moleküllerinin etkileşmesiyle yeni bir bileşimin ortaya çıkmasıdır. • 2KALSi3O8 + 3H2O H4Al2Si2O9 + 2KOH + 4SiO2 • Hidroliz yoluyla feldispat ve mikalar ayrışır. Bu yolla kil minerali ve kolloidal silis oluşur