İklim ve Kayaç Yapısının Aşınma ve Çözünme Süreçlerine Etkisi

Dış etkenlerin yeryüzünü şekillendirme süreci kayaçların ayrışmasıyla başlar. Kayaçların fiziksel ve kimyasal olarak ufalanması sürecine ayrışma denir; fiziksel ayrışma ve kimyasal çözünme olmak üzere iki temel süreçle, ayrıca biyolojik etkenlerin katkısıyla gerçekleşir. Bu süreç sonunda farklı boyutlarda ayrışma ürünleri ve toprak oluşur.

Fiziksel Ayrışma

Kayacın kimyasal özellikleri bozulmadan önce çatlayıp küçük parçalara bölünmesidir; kayaçlarda yüzey alanını artırarak kimyasal ayrışmayı da hızlandırır. Fiziksel ayrışma, dünyanın kurak ve soğuk bölgelerinde daha etkindir. Başlıca nedenleri:

• Sıcaklık farkı çatlaması: Sıcaklığa bağlı genleşme-büzüşmenin kayaç yüzeyinde yol açtığı çatlama.
• Donma çatlaması: Kayaç içine sızan suyun donarak hacminin artmasıyla oluşan çatlama.
• Tuz çatlatması: Kıyılarda tuzlu deniz suyunun veya kurak bölgelerde tuzlu yer altı suyunun kayaç gözeneklerinde biriktirdiği tuz kristallerinin yol açtığı çatlama.
• Yük eksilmesi çatlaması (kavlama): Üstündeki malzemenin aşınmasıyla yükü azalan kaya kütlesinin yüzeyinin gevşeyip soğan kabuğu gibi plakalar hâlinde ayrılması (örn. ABD Yosemite Millî Parkı'ndaki Half Dome granit kayası).
• Islanma-kuruma çatlaması: Kil içeren kayaçların ıslandığında kil minerallerinin genişleyip çatlakları büyütmesi, kuruduğunda suyun buharlaşmasıyla yeni çatlakların açığa çıkması.

Kimyasal Çözünme

Su, kimyasal çözünmenin en önemli etkenidir; ortamdaki karbondioksit ve oksijen de önemli diğer etkenlerdir. Yağmur suyuna atmosferden ve topraktaki organik maddelerden karışan karbondioksit, suda karbonik asit oluşturur; bu asit çeşitli kimyasal tepkimelerle kayaçların çözünmesine yol açar, bazı mineraller değişerek yeni mineraller oluşturur. Kimyasal çözünme, fiziksel ayrışmaya göre daha hızlı gerçekleşir ve dünyanın nemli ve yağışlı bölgelerinde daha etkilidir.

Biyolojik Süreçlerin Ayrışmaya Etkisi

Canlılar da ayrışmada etkilidir: kaya çatlaklarına giren bitki köklerinin büyümesi fiziksel parçalanmaya yol açar; organik maddelerden oluşan humus asidi ve bitki köklerinden açığa çıkan karbondioksidin suyla birleşmesi kimyasal çözünmeyi destekler; insanların madencilik, inşaat ve tarım gibi faaliyetleri de kayaçların ayrışmasına katkıda bulunur.

Kayaçların Ayrışma Hızı

Ayrışma hızını belirleyen başlıca etkenler kayacın özellikleri ve iklim koşullarıdır. Yer kabuğunu oluşturan kayaçlar oluşumlarına göre magmatik, tortul (sedimenter) ve başkalaşmış (metamorfik) olmak üzere üçe ayrılır ve ayrışmaya dirençleri farklıdır:

• Granit, gabro, siyenit gibi iri kristalli derinlik (magmatik) kayaçları hem fiziksel hem kimyasal ayrışmaya oldukça dirençlidir; bu kayaçların bulunduğu arazilerde sivri tepeler, dik yamaçlar, sırtlar ve uçurumlar görülür.
• Şist, gnays gibi başkalaşmış kayaçlar ve kum taşı, kil taşı, kireç taşı gibi tortul kayaçların ayrışmaya direnci genelde daha azdır.

İklim değişkenlerinden sıcaklık ve nem kimyasal çözünmenin hızını ve bitki örtüsünü belirler: sıcak-nemli ortamlarda kimyasal çözünme hızlanır, bitki örtüsü gürleşir, toprak kalınlaşır (topraktaki organik maddelerden çıkan karbonik/hümik asitler çözünmeyi daha da hızlandırır). Sıcaklık ve nemin düşük olduğu ortamlarda kimyasal çözünme yavaşlar, fiziksel ayrışma öne çıkar; bu bölgelerde ayrışma hızı yavaş, toprak katmanı incedir.

Kayaçların Oluşumu ve Kayaç Döngüsü

Tektonik süreçlerin önemli etkilerinden biri yer kabuğundaki kayaç döngüsünü (kayaç çevrimi) sağlamasıdır: volkanizma sonucu magmanın soğuyup katılaşmasıyla magmatik kayaçlar, araziden aşınıp çukur alanlarda biriken malzemenin sıkışıp çimentolaşmasıyla tortul kayaçlar, magmatik veya tortul kayaçların levha hareketleriyle yüksek sıcaklık-basınç altında fiziksel/kimyasal değişime uğramasıyla başkalaşım (metamorfik) kayaçlar oluşur. Bu kayaçların doğal yollarla birbirine dönüşmesi ve mantoda eriyerek tekrar magmaya dönüşmesi sürekli tekrarlanan bir döngü oluşturur.

Özet

• Ayrışma, kayaçların fiziksel (çatlama) ve kimyasal (çözünme) yollarla ufalanmasıdır; biyolojik etkenler de bu sürece katkı sağlar.
• Fiziksel ayrışma kurak/soğuk bölgelerde, kimyasal çözünme nemli/yağışlı bölgelerde daha etkilidir.
• Magmatik kayaçlar (granit vb.) ayrışmaya en dirençli, tortul ve başkalaşmış kayaçlar (kireç taşı, şist vb.) daha az dirençlidir.
• Kayaç döngüsünde magmatik, tortul ve başkalaşım kayaçları birbirine dönüşerek sürekli bir çevrim oluşturur.