Orojenez

Orojenez, dağların kıtalara inşa edildiği başlıca mekanizmadır. Bir orojen veya orojenik kemer, bir kıta plakasını buruştuğunda ve bir veya daha fazla dağ sıraları oluşturmak için yukarı doğru itildiğinde gelişir; bu, topluca orojenez adı verilen bir dizi jeolojik süreci içerir. Plaka kenarlarında Dünya'nın litosferinin (kabuk ve en üst manto) hem yapısal deformasyonuna hem de bileşimsel farklılaşmasına yol açan bir olaydır.

Bir orojen oluşumu, okyanusun çökmesi (bir kıtanın toplanma orojeni için bir okyanus plakası üzerinde kuvvetli bir şekilde sürdüğü) veya çarpışma orojeni için iki veya daha fazla kıtanın kıta çökmesi yakınsaması gibi tektonik süreçlerle gerçekleştirilebilir. Orojenez genellikle orojenik kuşaklar olarak bilinen uzun kavisli (Latin kavisli, "bir yay gibi bükmek") yapılar üretir. Genellikle, orojenik kayışlar, kayışın uzunluğu boyunca benzer özellikler sergileyen uzun paralel kaya şeritlerinden oluşur. Her ne kadar orojenik kuşaklar batma bölgeleri ile ilişkili olsa da, batma tektonizmi devam eden ya da geçmiş süreçler olabilir. Yavaşlayan tektonizm kabuğu tüketecek, litosferi kalınlaştıracak, deprem ve volkanlar üretecek ve birçok durumda ada yayları inşa edecektir. Bu ada yayları, bir biriktirme orojeni sırasında kıta kenarına eklenebilir. Öte yandan, dalma bölgeleri, lifosferik riftleme nedeniyle daha sonra yeniden işlenebilir ve bu da inceltilmiş orojenik kabuğun amfibolit ila granülit fasiyes metamorfizmasına yol açar.

Orojenin süreçleri on milyonlarca yıl sürebilir ve ovalardan veya deniz tabanından dağlar inşa edebilir. Orojenik dağların topoğrafik yüksekliği izostazi prensibi ile ilgilidir, yani yukarı doğru bir dağ silsilesi (hafif, kıtasal kabuk malzemeden oluşan) üzerinde aşağı doğru yerçekimi kuvvetinin ve yoğun tarafından uygulanan kaldırma kuvvetinin dengesi altında yatan mantodur. Sıklıkla, orojene maruz kalan kaya oluşumları ciddi şekilde deforme olur ve metamorfizme uğrar. Orojenik süreçler derin gömülü kayaları yüzeye itebilir. Deniz tabanı ve kıyıya yakın malzeme, orojenik alanın bir kısmını veya tamamını kaplayabilir. Eğer orojenez iki kıtanın çarpışmasından kaynaklanıyorsa, çok yüksek dağlar ortaya çıkabilir (bakınız Himalayalar).

Bir orojen bir orojen üretir, ancak (dağ) menzilli bir ön-alan havza sistemi sadece pasif plaka kenarlarında üretilir. Ön havza, gelişmekte olan dağ kuşağı tarafından litosferin yüklenmesi ve ortaya çıkması nedeniyle, orojenin önünde oluşur. Havza, orojenik cephe ile göç eder ve erken çökelmiş ön havza çökeltileri, katlama ve itme işlemlerine kademeli olarak dahil olur. Ön toprak havzasında biriken çökeltiler esas olarak dağ silsilesinin aktif olarak yükselen kayalarının erozyonundan kaynaklanır, ancak bazı çökeltiler ön bölgeden türetilir. Bu havzaların çoğunun doldurulması derin deniz denizinden (fliş-tarzı) sığ sulara ve karasal (molas-tarzı) tortulara kadar zaman içinde bir değişim göstermektedir.

Orojeni levha tektoniklerini içermesine rağmen, tektonik  kuvvetler yer kabuğu deformasyonu,yer kabuğu kalınlaşması, yer kabuğu incelmesi ve yer kabuğu erimesi, magmatizma, metamorfizma ve mineralizasyon gibi çeşitli ilişkili olaylarla sonuçlanır. Spesifik bir orojeninin tam olarak nasıl olduğu, kıta litosferinin gücüne, reolojisine ve bu özelliklerin orojenez sırasında nasıl değiştiğine bağlıdır.

Orojeniye ek olarak, orojeni (bir kez oluştuğunda) sedimentasyon ve erozyon gibi diğer işlemlere bağlıdır. Tekrarlanan sedimantasyon, birikme ve erozyon döngüleri, ardından gömülme ve metamorfizma ve daha sonra granit batolitler oluşturmak için kabuklu anateks ve dağ zincirleri oluşturmak için tektonik yükselme, orojenik döngü olarak adlandırılır. Örneğin Kaledonya Orojenisi,  Laurentia’nın Doğu Avalonia ve erken Paleozoik'teki diğer eski Gondwana parçalarıyla kıtasal çarpışması nedeniyle bir dizi tektonik olayla ilgilidir. Kaledonya Orojeni bu olaylardan ve kendine özgü orojenik döngüsünün bir parçası olan çeşitli diğer olaylardan kaynaklanmıştır.

Özet olarak, bir orojeni,  birçok jeolojik işlem sırasında çakışan levha kenarlarında rol oynayan çakışan levha kenarlarındaki deformasyon, metamorfizma ve magmatizmanın bir bölümüdür. Her orojenin kendi orojenik döngüsü vardır, ancak  kompozit orojenez çakışan levha kenarlarında yaygındır.

Erozyon, orojenik döngünün sonraki bir aşamasını temsil eder. Erozyon kaçınılmaz olarak çekirdek veya dağ köklerini (yüzeye birkaç kilometre derinlikten getirilen metamorfik kayalar)  ortaya çıkararak  dağların çoğunu yerinden taşır. Eş basınçlı hareketler, gelişen orojenin kaldırma kuvvetini dengeleyerek bazı toprağa gömülmüş şeylerin çıkarılmasına yardımcı olabilir. Akademisyenler, erozyonun tektonik deformasyon kalıplarını ne ölçüde değiştirdiğini tartışırlar (bakınız erozyon ve tektonik). Bu nedenle, eski orojenik kuşakların çoğunun son şekli, üst üste itilen ve orojenik çekirdekten uzaklaşan genç çökeltilerin altında sırayla kristalimsi metamorfik kayaçların uzun bir kavisli şerididir.

Bir orojeni neredeyse tamamen aşınabilir ve sadece orojenez izleri taşıyan (eski) kayalar üzerinde çalışarak tanınabilir. Orojenler, genellikle kenet kuşağı veya daldırma kayma fayları tarafından ayrılan, deforme olmuş kayaların arazileri veya blokları ile sonuçlanan belirgin bir doğrusal yapıya sahip uzun, ince, kavisli kaya parçalarıdır. Bu kayma fayları, kısaltılmış orojenin çekirdeğinden kenar boşluklarına doğru nispeten ince kaya dilimlerini (nap  veya yanal itme bloğu olarak adlandırılır ve tektonik levhalardan farklıdır.) taşır ve  kıvrımlar ve metamorfizmanın gelişimi ile yakından ilişkilidir.

1950’lerde ve 1960’larda biyocoğrafya (insan dışında var olan canlı biyolojik zenginlikleri dağılımı ve dönüşümü çalışması) coğrafya ve okyanus sırtları, plaka tektoniği teorisine büyük katkıda bulundu. Çok erken aşamada bile, atmosferin bileşimini etkileyerek okyanuslardaki yaşamın varlığında etkili oldu. Deniz tabanlarının dağılımı ve ortadan kalması için okyanusların varlığı büyük öneme sahiptir.

"Dağ kompleksleri, deniz tabanının dağılımı, litosferdeki plakaların kayması, fayların evrimi ve çarpışması birleştiğinde ayrılmamış kıta sınırları ile tektonik tepkilerin düzensiz tekrarlanışıdır."

Şimdiki büyük orojenler genelde günümüz kıta sınırlarında bulunur; Amerika’da Alleghenian (Appalachian), Laramid ve Andean orojenleri buna örnek verilebilir. İç tortul havzalara ve de deforme ve metamorfoz kayaçları temsilen Algoman, Penokean ve Antler eski inaktif orojenler örnek verilebilir.

Okyanus ortası sırtları ve Doğu Afrika’daki rift alanları gibi, altındaki sıcak manto ile ilgili termal yukarı çekme nedeniyle dağlara sahiptir; bu termal yukarı çekme ya da diğer adıyla yüzdürme dinamik topoğrafya olarak bilinir. San Andreas Fayı benzeri yer edinen kaymalı orojenlerde, sınırlayıcı eğimler, lokalize kabuk kısalması ve plaka sınırı genişliğinde bir orojeni olmayan dağ oluşumu bölgelerini oşuşturur. Sıcak noktalar; volkanizma, mevcut tektonik plaka sınırları üzerinde görünmeyen dağların ve dağ zincirlerinin oluşumunu sağlar, ancak tektonizmanın ürünüdür.

Bölgeler ayrıca, astenosferik mantoya damlayan bir kısım soğuk litosferik kök, litosferin yoğunluğunu azaltan ve yüzen orojenik litosferin yükselimi ve litosferin delaminasyonunun sonucunda yükselme yaşayabilir.  Bunun bir örneği Kaliforniya’daki Sierra Nevada’dır. Dağ fayındaki blok aralığa neden olan altlarında orojenik kök delaminasyonu sonra da bol mağmatizmadaki yükselmedir.

Son olarak, epirojenez ile ilgili aşırı sık katlanma, metamorfizma veya deformasyon olmadan kıtaların bölümlerinin büyük ölçekli bölümlerinin dikey yönde hareketleri yerel topografik yükseltiler oluşturabilir.

Mound Rundle daldırma katmanlı kayalarda bir dağ kesimine Trans-Kanada karayolu üzerinde Banff ve Canmore arasında klasik bir örnek sağlar. Milyonlarca yıl önce gerçekleşen çarpışma, okyanus kabuğunun yatay katmanlarını 50 ile 60 derecelik bir açıyla itme gösteren eski bir orojene neden oldu.

Jeolojik kavramların gelişmesinden önce 19. Yüzyılda, dağlardaki deniz fosillerinin varlığı İncil’de tufanın bir sonucu olarak açıklanmıştır. Bu durum Hristiyan yazarları neoplatonik düşünceyle etkiledi.

13. yüzyıl Dominik bilgini Büyük Albert, erozyonun meydana geldiği bilindiği için, yeni dağların ve diğer kara kütlelerinin itildiği veya toprağın sonunda olmadığı bir sürecin gerektiğini; dağlardaki deniz fosillerinin belli bir zaman deniz tabanında olduğunu savundu. Orojenez, Amanz Gressly (1840) ve Jules Thurmann (1854) tarafından dağ yüksekliklerinin oluşumu tabiri olarak kullanıldı. Çünkü dağ oluşumu o zamana kadar süreçleri tanımlamak için kullanıldı. Elie de Beaumont (1852) orojenezi tanımlamak için “mengene çeneleri” teorisini kullandı, ancak orojenik kayışlar tarafından oluşturulan ve içerdiği gizli yapılardan ziyade yükseklik ile daha fazla ilgiliydi. Esasen onun teorisi dağların belirli kayaların sıkılmasıyla oluştuğunu öne sürüyordu. Eduard Suess (1875) kayaların yatay hareketinin önemini kabul etti. Öncü bir jeosenklin kavramı veya katı toprağın aşağı doğru ilk eğilimi, James Dwight Dana’yı sıkıştırma kavramını öne atmaya zorladı. Dağ binasını içeren teoriler de. Öne sürülen, Dana’nın bu daralmanın Dünya’nın soğumasından kaynaklandığına dair varsayımına indirgeyebiliriz. Dünya’nın soğuma teorisi, 1960’lara kadar çoğu jeolog için kabul gören bir fikirdi.  Orojenez bağlamında, astenosfer veya manto içindeki konveksiyon kabuktaki dikey hareketin savunucuları tarafından tartışıldı.

Gustav Steinmann (1906), çökeltilere bir flysch ve molasse geometrisi ile tanımlanan Alp tipi orojenik kuşak de dahil olmak üzere ofiyolit dizileri, tholeiitik bazaltlar ve nappe tarzı katlama yapısı gibi farklı orojenik kuşak sınıflarını tanıdı.

Orojeni tanımak açısından, Leopold von Buch (1855), orojenlerin en yeni deforme olan kayaç ile eski deformeye maruz kalmamış kaya arasında basamaklandırılarak belirli bir zaman içinde yerleştirilebileceğini öne sürdü. Günümüzde hala kabul gören bu fikir, radyometrik tarihlendirme ile yaygın olarak kullanıldı.

Avrupa ve Kuzey Amerika’nın orojenik kuşaklarındaki metamorfik farklılıklardan elde edilen gözlemlere dayanılarak, H. J. Zwart (1967) Kordillerotip, Alpinotip ve Hercynotype olmak üzere tektonik düzen ve biçim olarak önerdi. Önerisi tarafından revize edildi. W. S. Pitcher granit oluşumu ile ilişkilendirdi. A. L. Cawood (2009) kategorize orojenik kuşakları üç tipe ayırdı: toplama, çarpışma ve intrakratonik. Hem yığılmanın hem de çarpışan orojenlerin yakın olarak plaka sınırlarında meydana geldiğine dikkat çekildi. Buna karşılık, Hercynotype orojenler genellikle intrakratonik, intrakontental, genişlemeli ve aşırı sıcak orojenlerle benzer özellik gösterir. Bunların hepsi birleşik plaka kenar boşluklarında kıta dekolmanı sistemlerinde gelişir.

1. Ark volkanizması için bir kıta plakasının altında okyanus plakasının kayboluşu ile üretilen yığın orojenler. Bunlar >30 yüksek termal gradyanlarında kireç-alkali magmatik kayalar ve yüksek T/düşük p metamorfik fasiyes sırası hakimdir. Genel bir ofiyolit, migmatik ve abisal tortu eksikliği vardır. Tipik örneklerin tümü, çevre-Pasifik orojenik içeren kıtasal yaylardır.

2. Ark volkanizması olmadan bir kıta bloğunun diğer kıta bloğunun altına batırılmasıyla üretilen çarpışma orojenleri. Bunlar, <10 düşük termal gradyanlarda yüksek P / düşük T metamorfizmi gösteren eklogit fasiyes metamorfik bölgelerine blueschist oluşumu ile karakterize edilir. Orojenik peridotitler mevcuttur ancak hacimsel olarak küçüktür ve sin-kolisiyonel granitler ve migmatitler de nadirdir veya çok azdır. Tipik örnekler Avrasya kıtasının güney kenarındaki Alp-Himalaya orojeni ve Çin'in doğusunda Çin'in merkezindeki Dabie-Sulu orojenisidir.

Yer tarihinin yaklaşık 700 milyon yıllık yeni zamanlarında dört devrede büyük çapta dağ oluşum hareketleri meydana gelmiş ve her birinde on binlerce km uzunlukta sıradağlar yeryüzünde yükselmişlerdir. Bunlar sırasıyla; Assintik, Kaledoniyen, Hersiniyen ve Alpin orojenezleridir.

Assintik Orojenezi: Alt ve Üst Algonkiyen (Proterozoyik) arasında meydana gelmiştir. Kambriyen tabakaları bu formasyonlar üzerinde açılı uyumsuzlukla dururlar. Baltık havzasında, Kanada kalkanında ve Büyük Kolorado Kanyonunda bu diskordanslı durum açıkça görülür.

Kaledoniyen Orojenezi: Silüriyen’de ve özellikle bu devrin sonlarına doğru etkinliğini sürdürmüştür. Devoniyen tabakaları Silüriyen üzerinde transgressif ve açılı uyumsuz olarak bulunurlar. İskoçya ve Norveç’te, Kuzey Amerika’nın Göller Bölgesi’nde bu durum gözlenebilir.

Hersiniyen Orojenezi: Avrupa’da Karbonifer ve Permiyen devirleri boyunca meydana gelmiştir. Triyas tabakaları Üst Paleozoyik oluşuklar üzerinde uyumsuzlukla dururlar. Orta Avrupa masifleri çevresinde ve İrlanda güneyinde durum böyledir.

Alpin Orojenezi: Jura’da başlayarak Tersiyer sonuna kadar devam etmiş ve kıvrımlanma hareketleri birçok safhada gerçekleşmiştir. Pliyosen yaşlı tabakalar bile bu devrenin son safhasında deforme olmuşlardır; yalnız Kuvaterner tortulları yatay olarak daha yaşlı formasyonları örter. Sonucunda İspanya'dan Endonezya'ya kadar uzanan Alpin kuşağı oluşmuştur.

Türkiye'de dağlar çok geniş bir alan kaplar. Dağ; çevresine göre 600m. Ve daha yüksek kabarıklıklardır. Bazıları tek bulunurken bazıları da sıradağlar şeklindedir.

Kıvrılma ile: Orojenez sonucu esnek tabakalar kıvrılarak yükselir ve sıradağlar oluşturur. Türkiye'deki dağlar Alp-Himalaya orojenezi sonucu oluşmuştur. Kuzey Anadolu Dağları ve Toros Dağları bu şekilde oluşmuştur. Kıvrılma sonucu yüksekte kalan kubbemsi kısımlara Antiklinal, alçakta kalan çanaksı kısımlara ise Senklinal denir. Bu oluşumda da bazen kırılmalar dolayısıyla senklinaller boyunca fay hatları oluşabilir.

Kırılma ile: Orojenez sonucu sert tabakalar kıvrılmaz kırılır. Böylece yükselen kısımlar (Horst) sıradağları oluştururken, Alçalan kısımlar Çöküntü ovalarını (Graben) oluştururlar. Horst ve Grabenler arasında ise kırıklar (Fay Hatları) bulunur. Bu yüzden buralar hem deprem alanlarıdır hem de kaplıca kaynaklarının sık görüldüğü yerlerdir. Ege bölgesinde kıyıya dik uzanan dağlar bu şekilde oluşmuşlardır.

Volkanizma ile oluşan dağlar: Yerin derinliklerindeki mağmanın yerkabuğunun zayıf ve çatlak kısımlarından yer üstüne çıkmasıyla oluşan genelde tek dağlardan ibaret olan dağlardır.

. Kıyı kesimleri iç bölgelerden ayırarak kıyıların yağışlı, iç kısımları karasal olmasını sağlamış Bu durum iklim çeşitliliğine neden olmuştur. Bu durumda tarımsal ürün çeşitliliğine imkân sağlar.