Kayaçlar

Akşam yemeğinden sonra Elif mutfakta bulaşık kuruluyor. Tezgâhın taşı kara, beyaz ve pembe beneklerle dolu; ışığa tutunca beneklerin bazıları cam kırığı gibi parlıyor. Rafta yaz tatilinden kalan iki hatıra duruyor: Pamukkale'den alınmış bembeyaz, gözenekli bir parça ve Kapadokya'dan getirilmiş, tırnakla kazınınca toz döken açık kahverengi bir taş. Babası üçüne de «taş işte» diyor. Elif ise merak ediyor: biri neden benekli ve sert, öteki neden süngerimsi, sonuncusu neden bu kadar yumuşak? Bu ders o soruyu cevaplıyor. Taşların her biri oluşum öyküsünü dokusunda saklar; öyküyü okumayı öğrenince bir kayacı adıyla ezberlemek yerine nereden geldiğini çıkarabilirsin.

• Mineral ile kayacı tanımlarından ayırt edersin.
• Bir kayacı oluşum biçimine göre magmatik, tortul ya da başkalaşım grubuna yerleştirirsin.
• Doku, tabakalanma ve fosil gibi ipuçlarından bir kayacın kökenini çıkarırsın.
• Kayaç döngüsünde bir kayacın ötekine hangi süreçlerle dönüştüğünü sıralarsın.

Mineral ve kayaç

Elif'in tezgâhındaki parlak benekler tek tek birer mineraldir. Mineral, doğada kendiliğinden oluşan, belirli bir kimyasal bileşimi ve düzenli bir iç yapısı (kristal yapısı) olan inorganik maddedir. Kuvars, feldispat ve mika ders kitaplarında en sık anılan minerallerdir. Kayaç ise bir ya da birden fazla mineralin doğal yollarla bir araya gelmesinden oluşan katı kütledir. Tezgâhtaki taş, yani granit, bu üç mineralin iç içe geçmiş tanelerinden meydana gelir. Kısaca mineral yapı taşıdır, kayaç o taşlardan örülmüş duvardır.

Kayaçları gruplara ayırırken renge ya da sertliğe değil, nasıl oluştuklarına bakılır. Üç yol vardır: erimiş kayaç kütlesinin soğuyup katılaşması, yeryüzündeki parçaların ya da çözünmüş maddelerin birikmesi ve var olan bir kayacın sıcaklık ile basınç altında değişmesi. Bu üç yoldan magmatik, tortul ve başkalaşım kayaçları doğar.

Magmatik kayaçlar: soğuma hızı dokuyu belirler

Yer'in derinlerindeki erimiş, akışkan kayaç kütlesine magma denir. Magma soğuyup katılaştığında magmatik (püskürük) kayaçlar oluşur. Bu gruptaki kayaçları birbirinden ayıran şey, magmanın nerede ve ne hızla soğuduğudur.

Magma yüzeye ulaşamadan yer kabuğunun içinde kalıp katılaşırsa çevresindeki kayaçlar onu bir yorgan gibi sarar; ısı çok yavaş kaybolur. Mineraller bu uzun sürede büyüyebildiği için ortaya çıkan kayaç iri kristalli olur ve taneleri gözle seçilir. Bunlara iç püskürük ya da derinlik kayaçları denir. Elif'in tezgâhındaki granit bu türün ders kitabındaki temel örneğidir.

Magma bir volkan ağzından ya da çatlaktan yüzeye çıkarsa ona lav adı verilir. Lav hava ya da su ile temas ettiğinde hızla soğur; kristallerin büyümeye vakti kalmaz ve kayaç ince taneli olur. Bunlar dış püskürük ya da yüzey kayaçlarıdır. Koyu renkli bazalt ve ondan daha açık tonlu andezit bu grubun bilinen örnekleridir. Soğuma son derece hızlı olursa kristal hiç oluşamaz ve cam görünümlü obsidyen (volkan camı) meydana gelir. Volkanların havaya fırlattığı kül ve küçük parçalar yere düşüp birikir, zamanla sıkışarak tüf adlı açık renkli, gözenekli ve kolay oyulan kayacı oluşturur. Elif'in Kapadokya hatırası böyle bir tüf parçasıdır: ders kitaplarında Kapadokya tüflerinin Erciyes ve Hasan Dağı gibi volkanların püskürttüğü malzemeden oluştuğu anlatılır.

Tortul kayaçlar: birikmenin üç yolu

Yeryüzüne çıkmış her kayaç sıcaklık değişimi, su, rüzgâr ve canlıların etkisiyle zamanla parçalanır ve çözülür. Akarsular, rüzgâr ve buzullar bu malzemeyi taşır; çukur alanlarda, göllerde ve deniz diplerinde biriktirir. Biriken malzeme üst üste yığıldıkça alttakiler sıkışır, aralarındaki boşluklarda çökelen maddeler taneleri birbirine yapıştırır. Bu sıkışma ve çimentolanma sonunda tortul kayaç oluşur. Tortul kayaçlar katman katman biriktiği için tabakalı görünür ve içlerinde, gömülen canlıların izi olan fosiller bulunabilir.

Malzemenin türüne göre tortul kayaçlar üç alt gruba ayrılır:

• Fiziksel (mekanik, kırıntılı) tortullar: Daha önce var olan kayaçlardan kopan parçaların birikmesiyle oluşur. Kum tanelerinin çimentolanmasından kum taşı, akarsu yatağında yuvarlaklaşmış çakıllardan çakıl taşı (konglomera), çok ince kil parçacıklarından kil taşı meydana gelir.
• Kimyasal tortullar: Suda çözünmüş maddelerin suyun buharlaşması ya da kimyasal koşulların değişmesiyle çökelmesinden oluşur. Kalker (kireç taşı), traverten, kaya tuzu ve jips (alçı taşı) bu gruptadır. Pamukkale'de kalsiyum karbonat yüklü sıcak su yamaçtan akarken içindeki maddeyi bırakır ve beyaz travertenler birikir; Elif'in süngerimsi parçası buradan gelir.
• Organik tortullar: Canlı kalıntılarının birikmesiyle oluşur. Bataklıklarda gömülen bitki artıklarından kömür, deniz canlılarının kalkerli kabuklarından tebeşir, mercan yapılarından mercan kalkeri meydana gelir. Zonguldak'ta çıkarılan taş kömürü bu grubun Türkiye'deki en bilinen örneğidir.

Kalkerin hem kimyasal hem de canlı kabuklarından organik yolla oluşabildiğini aklında tut; sınavda kalkerin hangi alt grupta sorulduğuna, soru kökünde verilen oluşum biçimine bakarak karar verirsin.

Başkalaşım kayaçları: erimeden değişmek

Herhangi bir kayaç, dağ oluşumu sırasında derine gömülürse ya da yükselen bir magma kütlesinin yakınında kalırsa yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalır. Kayaç erimez; ama mineralleri yeniden düzenlenir, yeni kristaller büyür, taneler basınç yönüne dik dizilir. Böylece ilk hâlinden farklı bir başkalaşım (metamorfik) kayacı oluşur. Ders kitaplarında verilen eşleştirmeler şunlardır: kalker başkalaşınca mermer, granit başkalaşınca gnays, kil ya da kil taşı başkalaşınca şist oluşur. Gnaysta açık ve koyu minerallerin bantlar hâlinde dizilmesi, şistte kayacın ince yapraklar hâlinde ayrılabilmesi bu yeniden dizilmenin izidir. İlk kayaçtaki fosiller bu süreçte çoğunlukla bozulur ya da tamamen kaybolur. Türkiye'de Marmara Adası eski çağlardan bu yana çıkarılan mermeriyle tanınır.

Üç grubu karşılaştırmak

Tabloda soldan sağa okurken bir soruyu hep cebinde taşı: bu kayaç hangi süreçle doğdu? Kristal iriliği magmatik grubun içinde derinliği, tabaka ve fosil tortul kökeni, yönlenmiş bantlar başkalaşımı haber verir.

Kayaç döngüsü

Üç grup birbirinden kopuk değildir; yer kabuğundaki malzeme milyonlarca yıl boyunca bir gruptan ötekine geçer. Buna kayaç döngüsü denir. Magma soğuyunca magmatik kayaç olur. Yüzeye çıkan her kayaç aşınır; parçaları taşınıp birikir ve tortul kayaca dönüşür. Derine gömülen kayaç sıcaklık ve basınçla başkalaşır. Sıcaklık daha da artarsa başkalaşım kayacı erir ve yeniden magmaya katılır. Döngünün kestirmeleri de vardır: bir granit hiç aşınmadan derine itilip gnaysa dönüşebilir, bir mermer yüzeye çıkıp aşınabilir, bir tortul kayaç doğrudan eriyebilir. Kısacası her kayaç, koşullar değişirse öteki iki gruptan birine geçebilir.

Sözel harita: döngüyü kâğıda çizmek

Bir A4 kâğıdını dik tut. Üst kenarın ortasına MAGMA yaz ve etrafını bir daire içine al. Sol alt köşeye MAGMATİK, sağ alt köşeye TORTUL, alt kenarın tam ortasına, ikisinin arasına ve biraz yukarıya BAŞKALAŞIM yaz. Şimdi okları çiz: magmadan sol alta inen oka «soğuma», sol alttan sağ alta giden oka «aşınma, taşınma, birikme, çimentolanma», sağ alttan ortadaki başkalaşıma çıkan oka «gömülme, sıcaklık ve basınç», başkalaşımdan yukarı, magmaya uzanan oka «erime» yaz. Son olarak sol alttan başkalaşıma kısa bir kestirme ok, başkalaşımdan sağ alta da «yüzeye çıkma ve aşınma» oku ekle. Bitirdiğinde kâğıtta tek yönlü bir zincir değil, her köşeden birden fazla çıkışı olan bir ağ görürsün.

Aynı kâğıdın arkasına küçük bir Türkiye taslağı çizip örnekleri yerleştir: kuzeybatıda Marmara Denizi'nin içindeki adaya mermer, Karadeniz kıyısının batı yarısında Zonguldak'a kömür, güneybatıda Denizli'nin yakınındaki Pamukkale'ye traverten, ülkenin ortasında Nevşehir çevresine tüf. Böylece üç kayaç grubunun da haritada en az bir durağı olur.

Taşların takvimi

Tortul katmanlar üst üste birikirken her tabaka kendi döneminin canlılarını ve ortamını içinde saklar. Bir sonraki ders bu katmanları ve fosilleri bir zaman cetveline çeviriyor: Yer'in geçmişi hangi büyük zamanlara ayrılır ve Anadolu'nun bugünkü kara parçası bu zamanların hangisinde, nasıl biçimlendi?

Örnek 1 — Kristal iriliğinden derinliğe

Soru: Aynı bileşimdeki bir magmanın bir kısmı yer kabuğunun derinlerinde, bir kısmı da yüzeye taşarak katılaşmıştır. Oluşan iki kayaç arasındaki doku farkının temel nedeni hangisidir?

• A) Derinde kalan kısma canlı kalıntılarının karışması
• B) Yüzeydeki kısmın tabakalar hâlinde birikmesi
• C) İki kısmın soğuma hızlarının farklı olması
• D) Derindeki kısmın yeniden erimesi
• E) Yüzeydeki kısmın başkalaşıma uğraması

Çözüm: Bileşim aynı olduğuna göre farkı yaratan, soğumanın nerede ve ne hızla gerçekleştiğidir. Derinde ısı yavaş kaybolur, kristaller büyür; yüzeyde lav hızla soğur, taneler ince kalır. Tabaka ve canlı kalıntısı tortul kayaçların ipucudur; başkalaşım ve erime soruda verilmemiştir. Cevap: C.

Örnek 2 — Tortulun alt grubu

Soru: Kurak bir iç havzadaki göl zamanla buharlaşarak kurumuş, tabanında kalın bir tuz katmanı kalmıştır. Bu katman zamanla gömülüp sertleşirse oluşan kayaç hangi gruba girer?

• A) Kimyasal tortul
• B) Organik tortul
• C) Fiziksel tortul
• D) İç püskürük magmatik
• E) Başkalaşım

Çözüm: Tuz suda çözünmüş hâldeydi; su buharlaşınca çökeldi. Çözeltiden çökelme kimyasal tortulların tanımıdır ve bu yolla kaya tuzu oluşur. Ortada canlı kalıntısı ya da kopmuş kayaç parçası yoktur; magma, sıcaklık ve basınç da söz konusu değildir. Cevap: A.

Örnek 3 — Başkalaşım eşleştirmesi

Soru: Bir dağ kuşağının oluşumu sırasında derine itilen kalker katmanı yüksek sıcaklık ve basınç altında kalmış ama erimemiştir. Bu süreçle ilgili hangisi doğrudur?

• A) Ortaya granit çıkar, çünkü kayaç yeniden kristallenmiştir.
• B) Kayaç tortul olarak kalır, çünkü erime gerçekleşmemiştir.
• C) Ortaya bazalt çıkar, çünkü sıcaklık yükselmiştir.
• D) Kalkerdeki fosiller değişmeden korunur.
• E) Mermer oluşur ve kalkerdeki fosiller büyük ölçüde bozulur.

Çözüm: Erime olmadan sıcaklık ve basınçla değişim başkalaşımdır; kalker başkalaşınca mermer olur. Granit ve bazalt magmanın soğumasıyla oluşur, burada magma yoktur. Başkalaşımda mineraller yeniden düzenlendiği için fosiller çoğunlukla silinir. Cevap: E.

Örnek 4 — Döngüde rota bulmak

Soru: Bir granit kütlesinin parçalarından oluşmuş kum taşı, sonra derine gömülüp başkalaşıyor, en sonunda da eriyerek magmaya katılıyor. Bu kayaç malzemesinin geçtiği grupların sırası hangisidir?

• A) Tortul, magmatik, başkalaşım, magma
• B) Magmatik, tortul, başkalaşım, magma
• C) Başkalaşım, tortul, magmatik, magma
• D) Magmatik, başkalaşım, tortul, magma
• E) Tortul, başkalaşım, magmatik, magma

Çözüm: Öykü granitle başlar; granit iç püskürük, yani magmatik bir kayaçtır. Aşınan parçaları kum taşını, yani tortulu oluşturur. Gömülme ve sıcaklık başkalaşımı getirir, erime de malzemeyi magmaya döndürür. Cevap: B.

• Kristal iriliğini yüzeyle eşleştirmek. İri kristal uzun soğuma ister; uzun soğuma derinde olur. Granit derinde, bazalt yüzeyde katılaşır.
• Tüfü tortul sanmak. Tüf birikerek oluşsa da malzemesi volkan külüdür; ders kitaplarında çoğunlukla dış püskürük kayaçlar arasında sayılır.
• Başkalaşımı erimeyle karıştırmak. Kayaç eriyorsa artık magma söz konusudur; başkalaşım katı hâlde gerçekleşen değişimdir.
• Fosili her kayaçta aramak. Fosil tortul kayaçlarda bulunur; magmatik kayaçta olmaz, başkalaşımda çoğunlukla silinir.
• Kömürü kimyasal tortul saymak. Kömür bitki kalıntılarından oluşur ve organik tortuldur; kaya tuzu ve jips kimyasaldır.
• Döngüyü tek yönlü okumak. Her grup diğer ikisine geçebilir; granitin aşınmadan gnaysa dönüşmesi de bir döngü yoludur.