Yorumlama2_1

Report
YORUMLAMA II
JFM 4004
Cumhuriyet Üniversitesi
Jeofizik Mühendisliği Bölümü
2011
1
•
•
Curie derinliği ile ilgili 1940’lı yıllardan buyana sürdürülmekte olan
çalışmaların günümüzde ulaştığı aşamada Connard (1983), Okubo (1985,
1989), Tanaka (1999), Stampolidis ve Tsokas (2002) çalışmalar
yapmışlardır. Ülkemizde ise ilk defa bu konuda Ateş vd (2003) ve Ateş vd
(2005) en önemli çalışmaları gerçekleştirmiş olup, konunun gelişmesinde
öncü olmuşlardır.
Ferromanyetik özellik gösteren mineraller Curie sıcaklığının üzerinde
mıknatıslanmalarını kaybederek paramanyetik özelliğe dönüşür.
Mıknatıslanmanın kaybolduğu ya da mıknatıslanma özelliğinin değiştiği
noktalar Curie nokta derinlik değerleri olarak tanımlanır. Dolayısıyla
paramanyetik özellik gösteren mineraller son derece düşük
mıknatıslanma gösterirler. Bu fiziksel özellik yere uygulandığında da
önemli sonuçlar elde edilmektedir. Yerin derinliklerine doğru inildikçe
sıcaklığın artmasıyla kayaçlar sahip oldukları mıknatıslanmayı
kaybederler. İşte kayaçların mıknatıslanmasının kaybolduğu ya da
mıknatıslanmasının azaldığı derinlik Curie Nokta Derinliği olarak
bilinmektedir. Bu derinlik kayaçların türlerine ve yer kabuğunun
kalınlığına bağlı olarak değişim göstermektedir. Curie nokta derinliği
çoğunlukla kabuk çalışmaları, jeotermal ve volkanik alanların
araştırılmasında kullanılmaktadır. Curie sıcaklığı ile Curie nokta derinliği
arasında doğrusal bir ilişki yoktur. Bunun nedeni kayaçlar içerisindeki
2
minerallerinin Curie sıcaklıklarının farklılık göstermesidir.
Curie nokta derinliğini belirlemede çoğunlukla havadan manyetik veri
kullanılmaktadır (Vacquier ve Affleck, 1941, Serson ve Hannaford, 1957,
Bhattacharyya ve Morley, 1965, Demenitskaya vd., 1973, Smith vd., 1974, 1977,
Bhattacharyya ve Leu, 1975, 1977, Byerly ve Stolt, 1977, Shuey vd., 1977,
Wasilewski vd., 1979, Blakeley ve Hassanzadeh, 1981, Connard vd., 1983, Mayhew,
1982,1985, Okubo vd., 1985, 1989, Blakeley, 1988). Curie noktası doğal
mıknatıslanmanın ortadan kalktığı sıcaklıktır ve bu sıcaklıkta manyetik minerallerin
mıknatıslanması paramanyetik hale dönüşür.
Mıknatıslanmanın bu tipi
ferromanyetik minerallerin mıknatıslanmasından daha küçüktür ve böylece kayaçlar
Curie noktasının üzerinde nonmanyetik gibi görünmektedirler. Yer kabuğu içindeki
en derin mıknatıslanmış cismin üst derinliği zb’nin belirlenmesi Curie nokta
derinliğinin hesaplanmasıyla mümkündür. Fakat, en derin mıknatıslanmış cismin üst
derinliği bir izotermal yüzeyde her zaman belirlenememektedir. Kayaç özellikleri
yanal olarak değişebilmekte ve böylece aynı zamanda Curie sıcaklığı da
değişmektedir.
Jeofiziksel dönemlerde, en derin mıknatıslanmış cismin üst yüzeyinden
gelen sinyal tüm dalga boylarındaki alt yüzeyden gelen sinyalden daha egemendir.
Bu, logaritmik güç spektrumu eğimine dayanan derinlik hesaplama yöntemini
ortaya koyan Spector ve Grant (1970)’ın temel çalışmasından kabul edilmektedir.
Oluşan spektrum peak’inin (kmax) bulunduğu dalga sayısının pozisyonu hem üst
derinlik zt hemde alt derinlik zb ile ilgilidir (Smith vd., 1974, Connard vd., 1983,
3
Shuey vd., 1977, Miyazaki, 1991,Blakeley, 1988).
Yerin derinliklerine doğru inildikçe sıcaklığın
artmasıyla
kayaçlar
sahip
oldukları
mıknatıslanmayı kaybederler. İşte kayaçların
mıknatıslanmasının
kaybolduğu
ya
da
mıknatıslanmasının azaldığı derinlik Curie Nokta
Derinliği olarak bilinmektedir. Bu derinlik
kayaçların türlerine ve yer kabuğunun kalınlığına
bağlı olarak değişim göstermektedir. Curie nokta
derinliği çoğunlukla kabuk çalışmaları, jeotermal
ve
volkanik
alanların
araştırılmasında
kullanılmaktadır. Bu derinliği belirlerken havadan
manyetik veriler kullanılmaktadır. Havadan
manyetik verilere spektral yöntemler uygulanarak
Curie Nokta derinlikleri belirlenmektedir.
4
Curie derinliği manyetik anomaliler kullanılarak hesaplanır. Curie derinliğini
hesaplamada iki temel yöntem vardır. Her iki yöntemde de GÜÇ
SPEKTRUMU hesaplanır. Bu yöntemler çoğunlukla geniş alanlara
uygulanır. Alan kendi içinde bölgelere ayrılarak her bir bölgeye güç
spekturumu uygulanır.
Birinci yöntemde manyetik anomalilere uygulanan güç spekturumundan fmax
ayrımı yapılır.
h: Mıknatıslanması olan yapının üst
derinliği,
d: Curie noktası derinliği
Ancak Fmax her zaman oluşmaz.
5
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
fmax( Spektral Peak)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314151617181920212223242526272829303132333435
6
İkinci yöntem, Okubo vd. (1985, 1989) geliştirdiği güç spektrumu analizine
dayanmaktadır. Uygulama sırasında çok geniş alanlara ihtiyaç yoktur.
Yeryüzü
zt
zo
zb
Curie Noktası
zb= 2zo- zt
OKUBO et al (1985, 1989)
zt: Manyetik Cismin Üst Derinliği
zo: Manyetik Cismin Orta Derinliği
zb: Manyetik Cismin Alt Derinliği
7
12
10
Ln Power (F)
8
6
4
zt= 24.3 km
2
0
-2
-4
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Wavenumber (Radians/Km)
z0= 26.8 km
8
• Curie nokta derinliği bir alanda düzgün bir dağılım
göstermez ve 6-40 km. arasında değişmektedir
(Shuey vd., 1977, Lachenbruch and Sass, 1977,
Mayhew, 1982).
• Curie nokta derinliği kıtasal kabukta okyanusal
kabuktan daha derindir (Tanaka vd., 1999).
• Curie derinliği ile çok geniş alanların araştırılması
mümkündür.
• Curie derinliği, Jeotermal alanlarda ısıtıcı kaynağın
derinde veya yüzeye yakın olup olmadığını
belirlemede,
• Kabuk çalışmalarında kabuğun sığlaştığı veya
kalınlaştığı bölgelerin belirlenmesinde,
• Kabuk kalınlığı ile ısı akısı arasında ters ilişki
bulunmaktadır.
9
Black
Sea
as
uc
Ca
Gr
ee
ce
42
S e a
38
Iran
A e g e a n
NORTHING (Degree)
us
40
Iraq
200 km
Thickness (km)
Syria
36
27
24
Sea
Mediterranean
33
26
28
30
32
34
36
38
40
42
45
39
EASTING (Degree)
10
Türkiye’nin Jeotermal Potansiyeli
Türkiye’nin
jeotermal
potansiyeli
iyi
bilinmektedir.
Türkiye’deki sıcak suların
bölgesel dağılımı Şekilde gösterilmektedir. 30
oC’nin üzerinde sıcaklığa sahip birçok sıcak su
kaynağı bulunmaktadır. Fakat, Türkiye’nin
jeotermal enerji potansiyelinin önemi yeteri
kadar anlaşılamamıştır. Bunun ana sebebinin
arama yöntemlerinin ve Türkiye kadar geniş
bir bölgedeki alet eksikliği olduğuna
inanmaktayız.
11
Black Sea
O
P
N
T
I
Sakarya Continent
(a)
E
D
S
EAST
ANATOLIAN
CONTRACTIONAL
PROVINCE
Kirsehir
Block
ARABIAN PLATE
Black Sea
Sinop
Bolu
(Bilim, 2007)
40
A
Kütahya
B
N
(Bektas et al. 2007)
C
(Ates et al. 2005)
Gümüshane
Ankara
Sivas
Erzincan
Erzurum
Agri
Kirsehir
Kayseri
(b)
Denizli
Elazig
Mus
Nigde
Antalya
37
Syria
Mediterranean Sea
28
36
12
Jeotermal enerji potansiyelini belirlemek için kayaçların iyi bilinen bir fiziksel
özelliği kullanılmaktadır. Fiziksel olarak, kayaçlar Curie olarak bilinen
sıcaklığın üzerinde mıknatıslanma özelliğini kaybederler ve manyetit için
bu değer 580 oC’dir. Curie sıcaklığının özellikleri mıknatıslanmanın taban
derinliğini incelemek için kullanılmaktadır. Curie derinliği sıcaklığın 580
oC’ye ulaştığı derinliktir. Bir başka deyişle, bu derinlikte mıknatıslanma
yoktur. Normal kabukta bu derinlik 22-24 km civarındadır. Bu nedenle,
normal kabuğun üzerinde anormal bölgeler varsa havadan manyetik
anomaliler kullanılarak mıknatıslanmanın alt derinliğinin araştırılması ile
önemli bilgiler elde edilebilmektedir. Birçok araştırmacı tarafından yapılan
çalışmalarda Curie derinliğinin 8-9 km civarında olduğu (örneğin:
BHATTACHARYYA vd., 1975; OKUBO vd., 1985; TANAKA vd., 1999;
ATES vd., 2005) ve yüksek jeotermal potansiyeli gösterdiğini
belirtmişlerdir. Tüm Türkiye’nin havadan manyetik verisi Maden Tetkik
ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA) tarafından ölçülmüştür. Ölçüm
1980’lerin sonunda tamamlanmıştır. Veri düzeltmeler uygulandıktan sonra
yayınlanmıştır (ATES vd., 1999). Beş kilometre aralıklı grildenmiş veri
mevcuttur ve bölgesel araştırma için kullanılmaktadır.
13
42
Black
Sea
C
eastern Turkey
NORTHING
40
A
western Turkey
B
central Turkey
38
200 km
36
Sea
Mediterranean
27
33
45
39
EASTING
1200
900
600
300
0
-300
-600
-900
-1200 -1500 -1800
nT
14
Türkiye’nin
jeotermal
enerji
potansiyelinin
araştırılması için benzer yolla batıdan doğuya
yapılmıştır. Batıdan doğuya doğru bunlar;
•
BİLİM (2007) havadan manyetik anomalileri
kullanarak Curie Noktası Derinliklerinden batı
Türkiye’nin jeotermal potansiyelini araştırmıştır.
Kütahya’nın batısı ve Denizli’nin kuzeydoğusunda iki önemli sığ derinlik bölgeleri
belirlenmiştir. Kütahya ve Denizlide sırasıyla 7 ve
9 km civarında Curie noktası derinlikleri
hesaplanmıştır. Aynı zamanda, batı Türkiye için
yüksek ısı akısı değerleri ve kabuk incelmesi (batı
Türkiye’nin gravite anomalilerinden 32 km
civarında) hesaplanmıştır.
15
40 19
N
km
18
High
Geothermal
Area I
KUTAHYA
17
16
15
14
13
12
11
High
Geothermal
Area II
10
9
DENIZLI
8
7
6
37 8
28 10
50 km
30 54
16
•
ATES vd. (2005) havadan manyetik anomalileri
kullanarak Curie Noktası Derinliklerinden orta
Anadolu’nun
jeotermal
potansiyelini
araştırmışlardır. Curie noktası derinlikleri 8 km
olarak
hesaplanmıştır.
Bu
bize
sıcaklık
gradyanının 0.75 oC/m olduğunu göstermektedir.
BURÇAK (2009) su kimyası ve izotopik arama
kullanarak
SHK-1
kuyusu
için
sıcaklık
gradyanının 0.75 oC/m olarak belirlemiştir. (Kuyu
derinliği 1677 km.’dir). Bu bağımsız araştırmalar
bölgenin
yüksek
jeotermal
potansiyelinin
göstergesidir.
17
40
N
ANKARA
km
23
21
High
Geothermal
Area
KAYSERI
19
17
15
KONYA
13
11
9
37
7
32
100 km
36
18
•
BEKTAŞ vd. (2007) benzer yolla Curie Noktası
Derinliklerinden
doğu
Anadolu’nun
jeotermal
potansiyelini araştırmışlardır. BEKTAŞ vd. (2007)
volkanik bölgelerin birbirinde ayrı kaynaklarının
jeotermal enerji kaynağını gösterdiğini belirtmişlerdir.
•
Sonuç olarak; Türkiye birçok önemli yüksek jeotermal
zenginlik alanına sahiptir. Bu termal alanlar ayrıca ülkenin
sıcak su alanlarıyla iyi bir uyuma sahiptir. Mevcut
kuyulardan elde edilen sıcaklıklar pozitif anlamda
jeotermal
potansiyeli
anlamak
için
ek
destek
sağlamaktadır. Gelecekte, hidrokarbon kaynaklar sınırlı
hale gelmeden önce enerji potansiyelinden yararlanmak
için bu potansiyel yüksel termal bölgelerin detaylı olarak
araştırılması gerekmektedir.
19
42
N
km
22
21
20
19
High
Geothermal
Area
18
17
16
15
14
100 km
36
36
45
20

similar documents