Çözülme

Mart sonunda Elif ailesiyle Erzurum'dan Artvin'e iniyor. Bir viraj dönüşünde araba yavaşlıyor: yol kenarında karayolu ekibi asfalta dökülmüş taşları kürüyor. Taşların hepsi köşeli, kırılma yüzeyleri taze ve keskin. Ekipteki bir işçi babasına «Kış bitti, don çözülüyor, yamaç her sabah biraz daha dökülüyor» diyor. Elif şaşırıyor: kimse taşa vurmamış, günlerdir yağmur da yağmamış, üstelik taşlar koptukları yamaçtan yalnız birkaç metre yuvarlanmış. Kayayı kim kırdı? Bu derste dağları yavaş yavaş eksilten kuvvetlerin ilk adımını, kayaçların yerinde dağılmasını öğreniyoruz.

• Çözülmeyi aşınma ve birikmeden ayırıp dış kuvvetlerin işleyişindeki yerini açıklarsın.
• Fiziksel ve kimyasal çözülmenin türlerini örnek bir kayaç durumuyla eşleştirirsin.
• Bir yerin sıcaklık ve nem koşullarından orada hangi çözülme türünün baskın olduğunu çıkarırsın.
• İklim kuşaklarına göre çözülme dağılışını kâğıt üzerinde bir enlem şeridine yerleştirirsin.

Yükselten ve alçaltan iki güç

Önceki modülde yeryüzüne şekil veren kuvvetlerin bir yüzünü gördün: levhaların itişmesi, kıvrılma, kırılma, volkanlar ve depremler. Bunların hepsinin enerjisi yerin iç ısısından gelir; bu yüzden iç kuvvetler adını alır. İç kuvvetler kabuğu kabartır, dağları yükseltir, çukurlar açar; kısacası yükselti farkı üretir.

Yüzeyde ise başka bir grup çalışır. Akarsular, rüzgâr, buzullar, dalgalar ve akıntılar, kalker arazide yer altına sızan sular yüksekte duran malzemeyi söküp alçağa taşır. Enerjilerini Güneş'ten ve yer çekiminden alan bu etkenlere dış kuvvetler denir. İşleri iki yönlüdür: tepeleri aşındırırlar, çukurları biriktirdikleri malzemeyle doldururlar. İç kuvvetler bir yeri yükselttikçe dış kuvvetler onu törpüler; haritada gördüğün dağlar, yükselten ile törpüleyen arasındaki çekişmenin şimdiki durumudur. Yeni yükselmiş bir sıradağın sivri ve yüksek, çok eski bir dağın alçak ve yuvarlak olması bu dengenin zaman içinde nasıl kaydığını gösterir.

Taşınmadan önce: çözülme

Bir akarsu ya da rüzgâr sağlam bir granit duvarı doğrudan söküp götüremez. Önce kayacın gevşemesi, çatlaması, ufalanması gerekir. Kayaçların bulundukları yerde, hiçbir taşıyıcı olmadan parçalanmasına ya da ayrışmasına çözülme denir. Elif'in gördüğü taşlar yamaçtan koptu ve yer çekimiyle birkaç metre yuvarlandı; kopma anına kadar yaşanan her şey çözülmeydi.

Çözülmeyi aşınmadan ayıran ölçüt hareket. Aşınmada malzeme yerinden kaldırılır ve başka bir yere götürülür; çözülmede parçalar ana kayacın hemen üstünde ya da yanında kalır. Bu yüzden çözülme bir şekil oluşturan kuvvetten çok bir hazırlayıcıdır: akarsuyun, rüzgârın, buzulun taşıyacağı malzemeyi ufaltıp hazır eder. Çözülmenin güçlü olduğu bir yamaç, aşınmaya karşı da savunmasız kalır.

Çözülme iki yolla ilerler. Kayaç yalnız parçalanıp küçülüyor, mineralleri aynı kalıyorsa buna fiziksel (mekanik) çözülme denir. Kayacın mineralleri su, oksijen ya da karbondioksitle tepkimeye girip başka maddelere dönüşüyorsa söz konusu olan kimyasal çözülmedir. Doğada ikisi çoğu zaman birlikte çalışır; sorulan şey hangisinin baskın olduğudur.

Fiziksel çözülme: kayaç kırılır, özü değişmez

Sıcaklık farkıyla parçalanma. Kayaç gündüz ısınınca genleşir, gece soğuyunca büzülür. Bir kayacın içinde farklı renkte ve farklı türde mineraller vardır; her biri farklı oranda genleşir. Bu gerilme her gün tekrarlandıkça taneler arasında çatlaklar açılır, yüzey kabuk kabuk soyulur, iri bloklar köşeli parçalara ayrılır. Etkinin gücü sıcaklığın ortalamasına değil, gün içindeki farkın büyüklüğüne bağlıdır. Gece ile gündüz arasındaki fark en çok havası kuru, gökyüzü bulutsuz yerlerde açılır: nem ve bulut gündüz ısınmayı, gece soğumayı frenler, çölde ikisi de yoktur. Bu yüzden sıcak çöller ve kuru, yüksek platolar bu tür çözülmenin başlıca alanıdır.

Donma ve çözülme (gelifraksiyon). Kayacın çatlağına sızan su gece donar. Su buza dönüşürken hacmi yaklaşık %9 artar ve çatlağın kenarlarını bir kama gibi zorlar. Gündüz buz erir, su biraz daha derine iner, ertesi gece yeniden donar. Bu döngüye gelifraksiyon adı verilir. Ölçütü soğukluk değil, sıcaklığın sıfırın iki yanında sık sık gidip gelmesidir. Yüksek dağların zirve çevresi, tundra kuşağı ve orta enlemlerde kışın gece donup gündüz eriyen yamaçlar bu çözülmenin en etkili olduğu yerlerdir. Elif'in yolundaki köşeli taşlar tam olarak bunun ürünüdür. Buna karşılık yıl boyu sıcaklığın sıfırın çok altında kaldığı kutup buz örtüsünün iç kısımlarında su sürekli donuk durur, döngü kurulamaz; orada çözülme çok zayıftır.

Tuz kristalleşmesi. Kurak alanlarda ve deniz serpintisinin ulaştığı kıyı kayalıklarında çatlaklara giren su tuzludur. Su buharlaşınca tuz kristalleri kalır ve büyüdükçe çatlağı genişletir. Kayacın yüzeyi zamanla ufalanır, gözenekli bir görünüm kazanır.

Bitki kökleri. Bir çatlakta filizlenen ağacın kökü kalınlaştıkça çatlağı açar. Kaldırımları ve duvarları kıran kökler aynı işi kayaçta yapar. Canlıların etkisi bu yüzden kimi kaynaklarda biyolojik çözülme başlığıyla ayrıca anlatılır: kökün itmesi fizikseldir, köklerin ve likenlerin salgıladığı asitlerin kayacı ayrıştırması ise kimyasaldır.

Kimyasal çözülme: kayacın maddesi değişir

Kimyasal çözülmenin üç koşulu vardır: su, sıcaklık ve zaman. Su tepkimeyi taşır, sıcaklık onu hızlandırır. Bu yüzden kimyasal çözülme sıcak ve nemli yerlerde en güçlüdür; ders kitabı düzeyinde üç türü bilinir.

Karbonatlaşma. Yağmur suyu havadaki ve topraktaki karbondioksiti alarak zayıf bir asit hâline gelir. Bu su kalker gibi kalsiyum karbonatlı kayaçları eritir. Kalker arazideki oyukların, mağaraların ve çanakların temelinde bu tepkime yatar; o şekilleri modülün sonundaki karstik şekiller dersinde göreceksin. Kalker mezar taşlarının yazılarının yüzyıllar içinde silikleşmesi de aynı sürecin küçük ölçekli bir örneğidir.

Oksidasyon. Demir içeren mineraller oksijenle birleşir, tıpkı açıkta kalan bir çivinin paslanması gibi. Kayacın yüzeyi kırmızımsı, kahverengimsi bir renge döner ve gevşer. Sıcak ve nemli bölgelerde toprağın kırmızı renginin büyük bir kısmı bu süreçten gelir.

Hidratasyon. Bazı mineraller yapılarına su alarak şişer. Ders kitaplarında verilen örnek anhidritin su alarak jipse dönüşmesidir; hacmi büyüyen mineral kayacı içeriden zorlar ve gevşetir.

Çözülmenin dağılışı iklimi izler

Sıcaklık farkı fiziksel çözülmeyi, sıcaklık ile nemin birlikte yüksek olması kimyasal çözülmeyi beslediğine göre, çözülme türünün haritası büyük ölçüde iklim haritasının bir yansımasıdır. İklim tiplerini iki derste tanıdın; şimdi her birinin kayaca ne yaptığına bakıyoruz.

Kâğıt üzerinde bir şerit. Yatay bir A4 kâğıdının sol kenarından sağ kenarına bir çizgi çek. Sol uca «Kuzey Kutbu», sağ uca «Güney Kutbu», tam ortaya «Ekvator» yaz. Ekvator'un iki yanına, şeridin ortasını kaplayan dar bir bant çiz ve içine «kimyasal en güçlü» yaz: yıl boyu sıcak ve yağışlı bu kuşakta kayaçlar derinlere kadar ayrışır, kalın ve ince taneli bir örtü oluşur. Bu bandın iki yanında, dönencelere doğru, kurak çöl kuşağını işaretle ve «fiziksel: sıcaklık farkı ve tuz» yaz. Ekvatoral bant ile çöl arasındaki geçişe, yağışın bir mevsimde toplandığı savanaya, «kimyasal ağırlıklı, kurak mevsimde fiziksel» notunu düş. Çölden kutuplara doğru ilerleyen orta enlem kuşağına «ikisi birlikte, mevsime göre» yaz. Kutuplara yaklaşırken, şeridin yalnız sol ucuna yakın, tundrayı işaretle ve «donma-çözülme» yaz; güney yarısında o enlemlerde geniş kara olmadığını hatırla. En uçlara, buz örtülerinin üstüne, «çözülme çok zayıf» notunu ekle. Son olarak Ekvator'un tam üstüne küçük bir dağ üçgeni çiz: eteğinde kimyasal çözülme baskındır, yükseldikçe serinleyen yamaçta fiziksel çözülmenin payı artar, zirve çevresinde donma-çözülme öne çıkar. Bitmiş şerit, iklim kuşaklarının Ekvator'dan kutuplara ve dağın eteğinden zirvesine aynı sırayla dizildiğini, çözülmenin de o sırayı izlediğini gösterir.

Orta enlemdeki «mevsime göre» notu Türkiye'yi de anlatır. Akdeniz kıyılarında yaz kuraklığında fiziksel, yağışlı kışta kimyasal çözülme öne çıkar. Karadeniz kıyısının yıl boyu nemli havası kimyasal çözülmeyi güçlendirir. İç ve Doğu Anadolu'nun yüksek, karasal alanlarında ise gün içindeki büyük sıcaklık farkı ve kış donları fiziksel çözülmeyi baskın kılar.

İklimden başka etkenler

Aynı iklimde iki kayaç farklı hızla çözülebilir. Kayacın türü önemlidir: kalker karbonatlaşmayla hızla erir, iri taneli ve çok mineralli granit ise sıcaklık farkıyla kolayca ufalanır. Çatlak sıklığı önemlidir: suyun ve köklerin girebileceği her çatlak çözülmeye bir kapı açar. Süre önemlidir: yüzeyde uzun zamandır açıkta duran bir kayaç daha derin çözülmüştür.

Çözülmeden toprağa

Çözülmenin ürettiği gevşek malzeme yerinde kalıp zamanla bitki kalıntılarıyla karışırsa toprağın ham maddesi olur. Kimyasal çözülmenin güçlü olduğu yerlerde bu ham madde kalın ve ince tanelidir; fiziksel çözülmenin baskın olduğu yerlerde ince ve taşlı kalır. Toprağın nasıl katmanlandığı ve türleri ayrı bir modülün konusudur; şimdilik çözülmenin toprağın ilk basamağı olduğunu aklında tut.

Gevşeyen malzemenin yolculuğu

Çözülme malzemeyi hazırlar ama onu yerinden kaldırmaz. Yeryüzünde bu yükü en geniş alanda taşıyan etken akan sudur. Bir sonraki derste akarsuyun eğimli yatağında nasıl derinlemesine oyduğunu, eğim azalınca yükünü nerelere bıraktığını izleyeceğiz: dar vadiler, kıvrıla kıvrıla akan menderesler, dağ eteğinde açılan yelpazeler ve denize ulaşan ağızdaki deltalar.

Örnek 1 — Yerinde mi, taşınarak mı?

Soru: Aşağıdaki gözlemlerden hangisi aşınma değil, çözülme olarak sınıflandırılır?

• A) Bir akarsuyun taşkın sırasında tarlaya kum ve çakıl bırakması
• B) Rüzgârın çöldeki kumu savurup kilometrelerce öteye götürmesi
• C) Bir granit tepenin üstündeki blokların yerinde kabuk kabuk soyulup ufalanması
• D) Bir buzulun vadi tabanındaki kaya parçalarını sürükleyip götürmesi
• E) Dalgaların kıyıdaki kayalığı döverek oyması

Çözüm: Ölçüt taşınmadır. A ve B'de malzeme bir taşıyıcıyla yer değiştiriyor; D'de buzul malzemeyi sürüklüyor; E'de dalgalar kayalığı doğrudan aşındırıyor. Yalnız C'de bloklar bulundukları yerde parçalanıyor, hiçbir etken onları başka yere götürmüyor. Cevap: C.

Örnek 2 — Silinmiş yazı

Soru: Yağışlı bir bölgedeki eski bir mezarlıkta kalker taşlardaki yazıların silikleştiği, aynı yaştaki granit taşlardaki yazıların ise okunaklı kaldığı görülüyor. Yazılardaki bu ayrılığın arkasında hangi süreç yatar?

• A) Gece-gündüz sıcaklık farkıyla parçalanma
• B) Tuz kristallerinin çatlakları genişletmesi
• C) Demirli minerallerin oksijenle birleşmesi
• D) Karbondioksitli yağmur suyunun kalkeri eritmesi
• E) Ağaç köklerinin taşları kırması

Çözüm: Fark kayaç türünden doğuyor ve koşul yağışlı bir iklim. Yağmur suyu karbondioksitle zayıf asit hâline gelir ve kalsiyum karbonatlı kalkeri eritir; granit bu tepkimeye aynı ölçüde açık değildir. Sıcaklık farkı, tuz ve kökler iki taşı da benzer biçimde etkilerdi; oksidasyon demirli mineraller ister ve yazıyı eritmez. Cevap: D.

Örnek 3 — Şeritte yer bulmak

Soru: Bir öğrenci kutuptan Ekvator'a uzanan çözülme şeridine beş not düşmüştür. Hangisi yanlış yere yazılmıştır?

• A) Ekvator kuşağı: kalın ve ince taneli ayrışma örtüsü
• B) Dönence çevresindeki çöller: sıcaklık farkı ve tuz kristalleşmesi
• C) Tundra: donma-çözülmeyle köşeli parçalar
• D) Kutup buz örtüsünün iç kesimi: yıl boyu güçlü donma-çözülme
• E) Orta enlemler: mevsime göre değişen, iki türün birlikte görüldüğü çözülme

Çözüm: Donma-çözülme için suyun sıfırın iki yanında gidip gelmesi gerekir. Buz örtüsünün iç kesiminde sıcaklık yıl boyu sıfırın çok altında kalır, su erimez ve döngü kurulamaz; orada çözülme çok zayıftır. Öteki notlar kuşakların sıcaklık ve nem koşullarıyla uyumludur. Cevap: D.

Örnek 4 — Hangi yamaç dökülür?

Soru: Örnek veriye göre mart ayında üç istasyonda günlük en düşük ve en yüksek sıcaklıkların ortalaması şöyledir: P istasyonunda gece −6 °C, gündüz 5 °C; R istasyonunda gece −31 °C, gündüz −19 °C; S istasyonunda gece 13 °C, gündüz 26 °C. Donma-çözülmenin en etkili olduğu istasyon ve nedeni hangisidir?

• A) P, çünkü sıcaklık her gün sıfırın iki yanında gidip geliyor
• B) R, çünkü en soğuk istasyon odur
• C) S, çünkü gün içindeki fark en büyüktür
• D) R, çünkü su orada hiç erimiyor
• E) S, çünkü sıcaklık hiç sıfırın altına inmiyor

Çözüm: Gelifraksiyon için çatlaktaki suyun gece donup gündüz erimesi gerekir. R'de sıcaklık gündüz de sıfırın altında, su donuk kalır. S'de hiç donma yoktur. Yalnız P'de gece buz oluşur, gündüz erir; döngü her gün yinelenir. Cevap: A.

• Çözülmeyi aşınmayla aynı saymak. Çözülmede malzeme yerinde kalır; bir taşıyıcı onu kaldırıp götürdüğünde süreç aşınmaya dönüşür.
• En soğuk yeri donma-çözülmenin en güçlü yeri sanmak. Gerekli olan sıcaklığın sıfırın iki yanında sık sık değişmesidir; yıl boyu donuk kalan buz örtüsünde döngü kurulamaz.
• Çölde sıcaklığın yüksekliğini fiziksel çözülmenin nedeni saymak. Kayacı kıran ortalama sıcaklık değil, günlük sıcaklık farkının açıklığıdır; bu fark havanın kuru ve bulutsuz olmasından doğar.
• Sıcak her yerde kimyasal çözülmeyi güçlü sanmak. Kimyasal çözülme su ister; sıcak ama kurak çölde zayıf kalır.
• Kök etkisini yalnız tek türe yazmak. Kökün çatlağı itmesi fiziksel, salgıladığı asitlerin kayacı ayrıştırması kimyasaldır.