Paleoclimatology and glacial geochronology of the Western Taurus (Sw Türkiye) using comparative, relative and numerical methods
Karşılaştırmalı, göreceli ve sayısal yöntemler ışığında Batı Toroslar'ın (Güneybatı Türkiye) paleoklimatolojisi ve buzul jeokronolojisi
- Tez No: 872006
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET AKİF SARIKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Coğrafya, Geography
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Yüksek ve dağlık bir ülke olmasına bağlı olarak, Geç Pleyistosen buzullaşmalarının izlerine Türkiye'nin dört bir yanında rastlamak mümkündür. Bu izlerin en geniş alana yayıldığı yerler ise Doğu Karadeniz ve Toros Dağları olarak kabul edilebilir. Bu dağ sıraları, ülkenin kuzeyinde ve güneyinde doğu-batı doğrultusunda uzanır ve içerisinde bir çok buzullaşmış zirve barındırır. 20. yy'nin başlarından itibaren Türkiye'de yer alan Geç Pleyistosen buzullaşma alanları üzerinde bir çok öncü çalışma ve bu çalışmaları takip eden detaylı çalışmalar yapılmıştır. Özellikle de 21. yy'nin başlarından itibaren, buzullaşma kronolojilerine dair yapılan araştırmaların sayısında ciddi bir artış görülmektedir. Bu araştırmalar sayesinde özellikle de paleoiklim çalışmaları için önemli bir veritabanı oluşturulmuştur. Söz konusu araştırmalada kullanılan yöntemler arasında en popüler olanlardan biri ise kozmojenik izotoplarla yüzey tarihlendirmesi (TCND) yöntemidir. TCND çalışmaları, Türkiye'de kabaca 2000'li yılların başlarında başlamıştır. Geçtiğimiz çeyrek asır içerisinde Türkiye'de yapılan çalışmalar kapsamında da popüleritesi giderek artmıştır. Bu tez çalışmasında ise TCND yöntemi, tez kapsamındaki ilk üç çalışmanın ana metodolojisini oluştururken, son çalışmada ise Schmidt çekici yüzey tarihlendirmesi (SHD) yöntemine dair veri tabanı olarak kullanılmıştır. SHD yönteminde amaç, kayaların yüzey sertliklerini ölçmeye yarayan Schmidt çekici kullanılarak, elde edilen değerler (R-değeri), ölçüm yapılan kayaların TCND yaşları ile karşılaştırılır. Buna bağlı olarak oluşturulan kalibrasyon eğrisi sayesinde yaşa sahip olmayan kaya yüzeylerinin yüzeylenme yaşları, regresyon analizi ile hesaplanır. SHD yöntemi, bu tez kapsamında Türkiye'de ilk kez uygulanmıştır. Türkiye, Son Buzul Maksimumu (SBM) buzullaşmalarını işaret eden zengin bir buzul kronolojisine sahip olsa da SBM sonrası (Geç-buzul ve Holosen gibi) için aynı şeyleri söylemek pek mümkün değildir. Tezin ilk kısmında, Türkiye'deki Geç-buzul'dan Holosen'e kadar olan buzul kronolojileri değerlendirilmiştir. Bu kapsamda, TCND kullanılarak tarihlendirilen buzullaşma yüzeyleri dikkate alınmıştır. TCND envanterine yer alan yaşlar, güncel kozmojenik izotop üretim hızları ve ölçekleme faktörleri kullanılarak tekrar hesaplanmıştır. Söz konusu kronolojiler incelendiğinde, Geç-buzul–Holosen periyodu içerisinde kalan bu alanların kabaca Toros Dağları üzerine gruplandığı görülmüştür. Ek olarak ise Orta Toroslar'ın hemen kuzeyinde, İç Anadolu'da yer alan Erciyes Volkanı'nın (ya da Erciyes Dağı) çalışma alanına dahil olduğu tespit edilmiştir. Toros Dağları'nda batıdan doğuya doğru Dedegöl Dağları, Geyikdağ, Bolkar Dağları ve Aladağlar çalışma alanındaki diğer dağlardır. Yapılan çalışmada, Geç-buzul'a dair hesaplanan yaşlar Geyikdağ (15.0 ± 3.0 bin yıl öncesi ve 14.8 ± 2.9 bin yıl öncesi) ve Aladağlar (14.2 ± 0.6 bin yıl öncesi) ile sınırlı kalmıştır. Dikkat çeken önemli noktalardan biri, Aladağlar'daki yedi örnek yaşından altısına tekabül eden Genç Dryas yaşlarıdır. Dedegöl Dağları ve Geyikdağ'da da Genç Dryas'a ait iki yaş tespit edilmiştir. Bununla birlikte Erken Holosen yaşları da çalışma sahası içerisinde Aladağlar dışında yaygın bir şekilde görülen bir diğer periyodu temsil etmektedir. Orta Holosen yaşları yalnızca Geyikdağ'da görülürken, Erciyes Dağı, 1.0 ± 0.3 bin yıl öncesi olan Geç Holosen yaşı ile kronolojiyi sonlandırmaktadır. Bu tespitler elbette ki TCND kronolojileri baz alınarak yapıldığından, Türkiye'de farklı Geç-buzul–Holosen buzullaşma yüzeylerinin de bulunduğunu/bulunabileceğini belirtmek gerekir. Toros Dağları, her ne kadar zengin bir buzul kronolojisine sahip olsa da hala tarihlendirmemiş olan buzullaşma alanları mevcuttur. Hatta, yeni buzullaşma alanlarının tespiti de güncel olarak devam etmektedir. Tezin ikinci ve üçüncü kısımları, sırasıyla Barla ve Davraz dağlarına dair yaptığım Geç Pleyistosen buzullaşmaları çalışmalarına ayrılmıştır. Her iki dağ da on yıllardır Türkiye buzul envanterinde yer almasına karşın buradaki buzullaşmalara dair bir kronoloji oluşturulmamıştır. Bu tez kapsamında TCND metodu kullanılarak söz konusu iki dağa ait ayrı buzul kronolojileri oluşturulmuştur. Ek olarak, Geç Pleyistosen buzullaşmaları jeomorfolojik açıdan da tartışılmış ve yorumlanmıştır. Barla Dağı, Batı Toroslar'ın en içerde kalan kısmını oluşturur. Eğirdir Gölü'nün (916 m) batı kıyısından deniz seviyesinden 2798 m'ye kadar yükselir. Üzerinde kabaca kuzey yönlü olan Ortayazı, Gedik ve Kapıdere buzul vadileri yer alır. Bu vadiler, zirve çevresinde yer alan sirk buzullarının akarsu vadilerini aşındırması sonucu gelişmiştir. Tezin bu bölümünde, söz konusu vadiler polijenik ve polisiklik gelişim kapsamında ele alınmıştır. Ayrıca, Gedik ve Kapıdere vadilerindeki moren bloklarından alınan TCND örnekleri ile vadilerdeki buzullaşma evriminin geçmişi ortaya konmuştur. Ortayazı ve Gedik vadilerinde, Akdeniz çevresinde sık rastlanan buzul-karst (glasiyokarst) etkileşimi, bu vadilerin gelişimindeki temeli oluşturmaktadır. Zirve seviyesine yakın yer alan dolinlerin, sirklere dönüşmesine bağlı olarak söz konusu vadilerin geliştiği tahmin edilmektedir. Kapıdere Vadisi'nde ise durum biraz daha karmaşık bir hal almaktadır. Buradaki gelişimin ise önce bir heyelanla başladığı, daha sonra bu heyelanın taç kısmının içerisinde biriken karın buzula dönüşmesi ile devam ettiği ve sonuç olarak burada bir sirk gelişimiyle ilk aşamanın tamamlandığı düşünülmektedir. Sonrasında ise buradaki buzul ortadan kalktıktan sonra, paraglasiyal süreçlere bağlı olarak buradaki sirk duvarının göçtüğü ve buzul sonrası süreçlerin yoğun bir şekilde aktif olduğu ortaya konulmuştur. Barla Dağı'nın, tıpkı jeomorfolojik evrimi gibi karmaşık olan bir buzul kronolojisine sahip olduğu düşünülmektedir. Buna göre, Kapıdere Vadisi'nin sağ yanal moreninden elde edilen TCND yaşı, 78.5 ± 17.6 bin yıl önce gerçekleşen bir buzul gerilemesini işaret etmektedir. Bu da denizel izotop seviyelerinin beşincisine denk gelmektedir (ing. Marine Isotope Stage; MIS 5). Farklı kanıtlarla doğrulanması şartı ile birlikte bu yüzeylenme yaşı, Türkiye'de şu ana kadar tespit edilen en yaşlı buzul gerilemesini işaret etmektedir. Yine, Kapıdere Vadisi ve Gedik Vadisi'nden elde edilen cephe moreni yaşları, 42.1 ± 5.2 ve 45.5 ± 6.8 bin yıl öncesi ile MIS 3'ü temsil etmektedir. Son olarak ise, Gedik Vadisi'nin sol yanal moreninin yaşı (16.6 ± 2.6 bin yıl önce), Barla Dağı'ndaki son buzul gerilemesini Geç-buzul olarak işaretlemiştir. Burada SBM'ye dair bir gerileme tespiti yapılamamakla birlikte, Geç-buzul morenine göre daha geride ve yüksekte yer alan ve yaşı olmayan bir morenin de morfostratigrafiye bağlı olarak daha genç bir gerilemeyi işaret ettiği düşünülmektedir. Davraz Dağı ise Barla Dağı'nın 30 km güneyinde yer alan fakat tamamıyla farklı bir jeomorfolojiye sahip bir başka Geç Pleyesitosen buzullaşma alanıdır. Dağın en yüksek zirvesi deniz seviyesinden 2637 m yükseklikte yer alır. Barla Dağı'nın aksine geniş bir plato tipi zirve düzlüğüne sahiptir. Buradaki buzul jeomorfolojisinin gelişimi dağın kuzeye bakan yamaçlarında, doğu-batı yönlü sıralanmış olan 10 adet sirk ile başlamıştır. Topografya ve yapısal unsurlar nedeniyle iyi gelişmiş buzul vadilerine rastlanmamaktadır. Geç Pleyistosen'de sirkler içerisinde gelişmiş olan buzullar, yamaçlardan aşağıya doğru hareket etmiş, yine plato yapısında düz bir alana ulaştıktan sonra burada tıpkı bir alüvyal yelpaze gibi yayılmışlardır. Bu şekilde oluşan buzullar dağ eteği yani“piedmont”buzulları olarak adlandırılırlar. Bu piedmont buzulları sayesinde, plato üzerinde dağın kütlesine nazaran çok geniş bir çeşit buzul örtüsü oluşmuştur. Bu buzul örtüsü ortadan kalktıktan sonra tümseksi moren olarak adlandırılan çok büyük oranda kaotik olan yeryüzü şekillerden oluşan geniş bir arazi ortaya çıkmıştır. Barla Dağı'na ve çevresindeki diğer dağlara göre görece küçük ölçekli olan Davraz Dağı'nın, Geç Pleyistosen buzullaşmalarından yoğun bir şekilde etkilendiği söylenebilir. Bu noktada dönemin sıcaklık ve yağış koşullarına ek olarak, güney yönlü esen güçlü rüzgarların, dağın zirve kısımlarından taşıdığı karların da buzul gelişimini pozitif etkilediği düşünülmektedir. Davraz Dağı'nın buzul kronolojisi ise Toroslar ve Türkiye genelindeki SBM ile uyum içerisinde görünmektedir. Tümseksi morenlerin üzerinde yer alan altı moren bloğunun tarihlendirmesine bağlı olarak buradaki son buzul gerilemesinin 21.8 ± 2.4 bin yıl önce (SBM) başlayarak, kabaca 17.7 ± 2.2 bin yıl önce (Geç-buzul) sonlandığı ve buzulun ortadan kalktığı ortaya konmuştur. Buna göre Davraz paleobuzulu, tümseksi moren alanının daha alçak olduğu doğu kısmından başladığı tespit edilmiştir. Buradaki morfoloji ayrıca, paleobuzulun erimeye başladığı noktada buzulaltı erime suyunun drenaja açıldığı yeri işaret etmektedir. Batıdan başlayıp bölgesel bir erime deseni takip eden Davraz paleobuzulun gerisinde bıraktığı malzeme, doğuya doğru gittikçe artmaktadır. Doğuda daha kalın olan tümseksi morenler bunu göstermektedir. Paleobuzulun erimesi ilk başlarda ölü buzul tipinde gerçekleşirken, yamaca yakın alanlarda ise Davraz paleobuzulu ve sirk buzullarının bağlantısının kopmasıyla, yamaçlarda gerileme şeklinde devam etmiştir. Tahminen geç Geç-buzul periyodunda tüm buzullar ortadan kalkmıştır. Tezin son kısmında ise Schmidt çekici yüzey tarihlendirmesi (SHD) yöntemi, harzburjit ve kireçtaşı litolojileri üzerinde test edilmişir. Çalışma alanı olarak Batı Toroslar'ın en batısında yer alan Sandıras Dağı (harzburjit litoloji), Karadağ ve Akdağ (kireçtaşı litolojileri) seçilmiştir. Çalışma sahalarında TCND yaşlarına sahip bloklar“kontrol yüzeyi”olarak, herhangi bir yaşa sahip olmayan bloklar ise“test yüzeyi”olarak adlandırılmıştır. Her bir test yüzeyi, kontrol yüzeyine mümkün olduğunca yakın seçilmeye çalışılmıştır. Bu stratejide, SHD yönteminin harzburjit ve kireçtaşı litolojileri üzerindeki başarısını test etmek temel hedef olarak belirlenmiştir. Sandıras Dağı'ndaki sonuçlar kusursuz olmasa da tatmin edici olmuştur. 0.66 ve 0.92 gibi korelasyon katsayılarına ulaşılan kalibrasyon eğrilerine bağlı olarak göree tutarlı SHD kronolojileri elde edilmiştir. Diğer yandan, Karadağ ve Akdağ'daki TCND yaşları ve R-değerleri arasında tutarlı bir ilişki tespit edilememiş ve buna bağlı olarak kalibrasyon eğrileri oluşturulamadığı için SHD yaşları hesaplanamamıştır.
Özet (Çeviri)
Türkiye possesses a remarkable heritage of the Late Pleistocene glaciations, evident across almost all of its lofty mountainous. Numerous individual mountains, particularly in the Eastern Black Sea and Taurus mountain ranges, host most of these glacial landscapes. In the 20th century, many pioneering studies on Late Pleistocene glaciations were conducted by various researchers in Anatolia. However, it was not until the 21st century that a comprehensive understanding of the glaciers in both spatial and temporal dimensions became possible. Thanks to numerical dating techniques, we now know the temporal resolution of the glaciation. Among these methods, the Terrestrial Cosmogenic Nuclide Dating (TCND) has gained considerable popularity since the early 2000s. In this study, first I reviewed the existing records on glacial chronology in the SW Türkiye. Additionally, I employed TCND to elucidate and fill certain gaps in the glacial geochronology of the Western Taurus Mountains. Finally, I tested a calibrated dating technique known as Schmidt Hammer Exposure-Age Dating (SHD) on different lithologies in the region for a cross-validation of TCND ages. In the first part of this thesis, the Late-glacial to Holocene glacier chronologies in Türkiye are reviewed. Despite the extensive extent of Turkish glaciers during the Last Glacial Maximum (LGM), traces of glaciers from the Late-glacial period are notably scarce in Türkiye. Certain landforms have been evaluated as Late-glacial and/or younger, but solid evidence, such as numerical dating, has not been obtained. In this section, Late-glacial and Holocene glacial areas are identified based on their TCND chronologies. Most of these areas are part of the Taurus Mountains, including the Dedegöl Mountains, Geyikdağ, Bolkar Mountains, and Aladağlar. Younger Dryas advances are evident in these mountains, especially in Aladağlar. Erciyes Volcano is the only location outside the Taurus Mountains in this study. Generally, the Late-glacial to Holocene glaciers of Turkish mountains extend from 14.8 ± 2.9 ka to 1.0 ± 0.3 ka, with certain Early to Late Holocene ages. Evidence for Little Ice Age (LIA) glacier advances is rare in Türkiye. Despite the rich glacial chronology of the Taurus Mountains, there are still areas with well-developed glacial geomorphology but lacking a strong dating control. In this thesis, I examined two of these areas to reveal their glacial history. One of these areas is known as Mount Barla, situated in the northernmost part of the Western Taurus Mountains. Polygenetic and polycyclic processes play an important role in the origin of the glacial valleys of Mt. Barla. Glacial, karst, mass movement, and fluvial processes are intertwined, paving the way for glacial valley formations. The paleoglaciers here date back to 78.5 ± 17.6 ka (MIS5). It is also observed that there was a co-deglaciation between two different glacial valleys. The TCND ages indicate that these glacial retreats occurred around 42.1 ± 5.2 ka and 45.5 ± 6.8 ka (MIS 3). Despite the absence of an LGM deglaciation, the final glacial retreat dates back to 16.6 ± 2.6 ka (Late-glacial). Mount Davraz is another mountain with a well-established glacial geomorphology. However, this mountain has also lacked numerical ages until this thesis. It is located roughly 30 km south of Mount Barla, yet the paleoglaciers shaped this mountain's geomorphology in a notably different manner. The peculiar glacial geomorphology, considering its relatively small scale, is attributed to the existence of piedmont glaciers during the Late Pleistocene. The paleoglaciers within the cirques on the north-facing slopes, aligned in an E-W direction, were sufficient to support these piedmont glaciers. The paleoglaciers of Mount Davraz most probably benefited from strong southerly winds. These winds carried snow from the relatively flat top side to the north-facing slopes of the mountain. Consequently, the piedmont glaciers moved northward, extending over a northerly flat area and forming the Davraz paleoglacier. In this study, the remnants of this paleoglacier were dated using the TCND method. These remnants, known as“hummocky moraines,”are common landforms formed after the disappearance of an ice sheet or a piedmont glacier. I utilized TCNs obtained from glacial boulders located on these moraines to calculate the latest deglaciation phase in Mount Davraz. The results indicate two periods: the Davraz paleoglacier began to retreat from east to west around 21.8 ± 2.4 ka (LGM) and completely disappeared around 17.7 ± 2.2 ka (Late-glacial). Finally, I utilized Schmidt Hammer Exposure-Age Dating (SHD) to evaluate its applicability on Mount Sandıras, Karadağ, and Akdağ, as part of the Western Taurus Mountains. I measured rebound values (R-values) from the glacial surfaces to assess surface hardness. These measurements were conducted on both dated (“control surfaces”with TCND ages) and undated surfaces (test surfaces), with each control and test surface forming a sample group. The primary objective of this approach was to ascertain whether serpentinized harzburgite (Mount Sandıras) and limestone (Karadağ and Akdağ) surfaces are suitable for SHD applications. While the method yielded partial success with Mount Sandıras samples, the results from Karadağ and Akdağ did not align with expectations. The SHD glacial chronology of Mount Sandıras exhibited a substantial fit with its TCND glacial chronology.
Benzer Tezler
- Statistical challenges in paleoclimatology: independent component analysis of lake hazar and Lake Van data, and a bayesian test for 4.2 ka bp event
Paleoiklim çalışmalarında istatistiksel uygulamalar: Hazar ve Van Gölü verilerinde bağımsız bileşen analizi, ve gö 4.2 ka olayına bayesçi bir test
ZEKİ BORA ÖN
Doktora
İngilizce
2018
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiYer Sistem Bilimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SİNAN ÖZEREN
- Manisa yöresi neojen memeli faunasının paleontolojik ve ekomorfolojik yönden değerlendirilmesi
The paleontological and ecomorphological evaluation of neogene mammalian fauna of Manisa region
AYTEKİN TAN
- Galatya masifi (Ankara kuzeyi) miyosen dönemi fosil ormanlarının belirlenmesi ve paleoklimatolojik açıdan değerlendirilmesi
Determination of miocene fossil forests in the Galatia massive (North of Ankara) and their paleoclimatological evaluation
NEVRİYE NESLİHAN ACARCA BAYAM
- Denizli (Sazak) neojen memeli faunasının Bovidae (Artiodactyla) fosilleri ve biyokronolojik, paleobiyocoğrafik ve paleoklimatolojik anlamları
The fossils of Bovidae (Artiodactyla) from Denizli (Sazak) neogene mammalian fauna and their biocronological, paleobiogeographic and paleoclimatologic meanings
SEVAL ORUÇ
- Ankara-Bolu civarının miyosen dönemindeki orman yapısı üzerine araştırmalar
Studies on forest structure in the miocene time of Ankara-Bolu
HAKAN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNAL AKKEMİK