Yer'in yapısı

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Yer'in içi, diğer gezegenler gibi, kimyasal olarak tabaklardan oluşur. Yer'in silikattan oluşmuş bir kabuğu, yüksek viskoziteli bir mantosu, akışkan bir dış çekirdeği ve katı halde bir iç çekirdeği vardır.

Yer'in kütlesi ve hacmi günümüzde oldukça duyarlı olarak bilinmektedir. Buna dayanarak yoğunluğunun 5,51 g/cm³ olduğu hesaplanabilir. Yerkürenin derinliklerinde yüksek basıncın yol açtığı sıkışma hesaba katıldığında, bu değerin sıkışmamış halde 4 g/cm³ civarında bir yoğunluğa denk gelebileceği tahmin edilir. Sismik veriler, ses dalgalarının yerküre derinliklerinde iletilme hızlarına dayanarak, kürenin değişik noktalarındaki madde yoğunluklarının birbirine oranlarını belirlemeye yardımcı olmuştur. Bu bilgilerin birleştirilmesi sonucunda Yer'in iç yapısına ilişkin güvenilir bir model ortaya konabilmiştir. Yer katmanlarının hangi kimyasal bileşenlerden oluştuğu ve fiziksel özellikleri, doğrudan gözlemlere dayanmayan, ancak, sismik verilere dayanan yoğunluk ölçümleri, elementlerin evrende dağılım oranları, gök taşlarından elde edilen veriler, yer kabuğu ve nadiren manto kaynaklı örneklerin analizi, ve olası bileşiklerin fiziksel özelliklerine ait laboratuar verilerinin bir bütün halinde göz önünde tutulması ile varılan yaklaşık bir tahmine göre belirlenebilmektedir.

[değiştir] Çekirdek

Sismik dalgaların izlenmesi, yer yüzeyinden 2900 km. derinlikte ani bir yoğunluk artışına işaret eder. Bu, 3470 km. yarıçapında bir metal çekirdeğin varlığı ile açıklanmaktadır. Daha da derinde, 1250 km. yarıçapında ve 'iç çekirdek' olarak adlandırılan daha yoğun bir tabaka bulunur. S dalgalarının çekirdek-manto sınırında kesintiye uğraması, en azından dış çekirdeğin, bu tür dalgaların ilerleyemeyeceği sıvı bir yapıya sahip olduğunu düşündürmektedir. Yer'in manyetik alanı da bu düşünceyi destekler özelliktedir. İç çekirdeğin ise katı yapıda olduğu sanılmaktadır. Modeller, iç çekirdeğin sıcaklığının 5100 ^oC, basıncının ise merkezde 4 milyon atmosfer civarında olduğu varsayımına dayanır. İç çekirdeğin büyük ölçüde demir ve nikelden oluştuğu, bu bileşenlerin, yüksek basıncın ergime sıcaklığını yükseltmesi nedeniyle katı halde bulunacağı ve yoğunluğun 13 g/cm³ civarında olacağı tahmin edilmektedir. Dış çekirdek ise, demir ve nikele ek olarak oksijen ve kükürt içerir. Bu ek bileşenler, bu katmanın yoğunluğunu düşürürken ( en dışta 10 g/cm³, en içte 12 g/cm³) aynı zamanda metallerin ergime sıcaklığını düşürerek, iç çekirdeğe göre daha düşük basınç ve sıcaklık altında sıvı bir ortam yaratılmasına neden olurlar.Çekirdek yer küre hacminin yaklaşık % 16, kütlesinin ise % 32'sini oluşturur. Yer'in çekirdeği Mars gezegeninden hacim ve kütle olarak daha büyüktür.

[değiştir] Manto

Manto, yerkabuğu ile çekirdek arasında kalan kısımdır. Yer kabuğunun en ince olduğu okyanus tabanlarında 5 km, en kalın olduğu büyük dağ sıralarının altında ise 70 km. derinlikte başlar ve 2900 km. derinliğe kadar devam eder. Yer kürenin toplam hacminin %82'den fazlasını, kütlesinin ise %67'sini oluşturur. Çekirdekte bulunan demir, nikel, oksijen ve kükürte ek olarak magnezyum, alüminyum ve silisyum içerir, ve büyük kısmı, bu elementlerin çeşitli şekillerde kombinasyonlarından oluşmuş kayaç yapıda bileşiklerden oluşur. Yer kabuğundan farklı olarak bu minerallerin demir ve magnezyum içeriği, silisyum ve alüminyum içeriğine oranla çok daha fazladır. Manto katmanının yoğunluğu, yüzeyden derine doğru artarak 3,3 g/cm³ ten 6 g/cm³ e kadar değişir ve ortalama 4,5 g/cm³ kadardır. Sıcaklığı, çekirdek ile komşu alanlarda 4000 ^oC kadar yüksek, yer yüzeyine en yakın olduğu okyanus tabanlarında ise 100 ^oC kadar düşük olabilir. Ancak, manto tabakasının tüm derinliği boyunca genel olarak katı halde bulunduğu sanılmaktadır. Mantonun yer kabuğuna komşu çok ince bir kısmı dışında plastik özellikler gösteren bu katı, belli bir akışkanlık derecesi ile, yavaş bir konveksiyon hareketi gösterir, bu yolla yerkürenin derinliklerindeki sıcak materyel yavaşça yüzeye doğru çıkarak ısının yüzeye aktarılmasını sağlar. Yer kabuğunun hareketlerinin ve sonuçta levha tektoniği etkinliğinin sürdürülmesini sağlayan güç, bu akımlardan kaynaklanır. Mantonun akışkanlığı, beklenenin tersine, sıcaklıkların daha yüksek olduğu derin tabakalarda yüzeye göre daha azdır. Bunun nedeni derinlerdeki yüksek basınç altında mineral bileşikliklerin ergime sıcaklıklarının ortam sıcaklığına oranla çok yüksekte kalmasıdır. 700-2900 km. derinlikler arasında kalan 'alt manto' bu durumdadır. 700 kilometrenin üzerinde kalan 'üst manto' ise, sismik dalgaları belirgin derecede yavaş iletmesinden anlaşıldığı gibi, daha akışkan yapıdadır ve bu nedenle astenosfer -zayıf küre, güçsüz küre- olarak adlandırılır. Bu bölgedeki 1000 ^oC - 1300 ^oC arasındaki sıcaklıklar, kayaç bileşiklerinin ergime sıcaklığına çok yakındır ve üst manto materyeli sıvı hale geçme sınırına çok daha yakın bulunur. Günümüzde, astenosfer tabakasının en fazla 400 km. derine kadar indiği, 400-700 km. arasının ise 'geçiş bölgesi' olarak adlandırılması gerektiği kanısı yaygınlaşmaktadır. Mantonun, kalınlığı okyanus tabanlarında birkaç kilometre ile kıta tabanlarında 70 kilometre arasında değişen en dış tabakası düşük sıcaklığı nedeniyle sert ve kırılgan bir katı yapısındadır ve yer kabuğu ile bütünleşmiş biçimde litosfer=taş küreyi oluşturur. Manto içerisinde yerel sıcaklığın o bölgedeki bileşenlerin ergime sıcaklığından daha yüksek olduğu sınırlı alanlar, magma olarak adlandırılan sıvı ortamı içerirler ve volkanik etkinliklerden sorumlu tutulurlar.

[değiştir] Yer kabuğu

Yer kürenin en dış katmanıdır. Yer kürenin toplam hacminin % 2'den azını, kütlesinin ise binde 4'ünü oluşturur. Daha derin tabakalara oranla düşük yoğunlukta ve katı yapıdadır. Manto katmanının en dış bölümü ile birlikte taş küreyi oluşturarak, derindeki nisbeten akışkan astenosfer tabakası üzerinde yüzercesine hareket eder. Yer kabuğunun okyanus tabanlarında kalan kısmı oldukça ince (5-10 km), kıtalardaki kısmı ise daha kalındır (30-70 km). Yer kabuğu yoğunluğunun okyanus tabanlarında daha yüksek (3,2 g/cm³), kıtalarda ise daha düşük (2,7 g/cm³ - 3 g/cm³) olduğu bilinmektedir. Bu farklılıklar nedeniyle, 'okyanus kabuğu' (ya da 'okyanusal kabuk') ve 'kıta kabuğu' ('kıtasal kabuk') şeklinde iki ayrı tanım yerleşmiştir.

Yer Küre Katmanlarının Bileşimi (%, Ağırlık)
Element	Yer Küre	Kıtasal Kabuk	Okyanusal Kabuk	Manto	Çekirdek
Demir (Fe)	31,9	5,1	8,2	6,3	85
Oksijen (O)	29,7	46,6	44,9	44,8
Silisyum (Si)	16,1	27,7	24,1	21,5	6
Magnezyum (Mg)	15,4	2,1	4	22,8
Nikel (Ni)	1,82	0,01		0,2	5,2
Kalsiyum (Ca)	1,71	3,6	7,8	2,5
Alüminyum (Al)	1,59	8,1	7,7	2,3	align="center"
Kükürt (S)	0,63	0,05		0,03	1,9
Krom (Cr)	0,47			0,26	0,9
Sodyum (Na)	0,18	2,8	1,6	0,27
Mangan (Mn)	0,17	0,1		0,1	0,3
Fosfor (P)	0,12	0,1		0,009	0,35