Türkiye ve Doğu Akdeniz Bölgesinin Neotektoniği, Jeodinamik Evrimi ve Genç Volkanizmasını Denetleyen Manto Dinamikleri ve Konveksiyon Mekanizması

Abstract

Anadolu, Arap ve Avrasya kıtaları arasında yer alan levha sınırının kısmen üzerinde (GD Anadolu) kısmen de yakınında (Orta ve Batı Anadolu) yer almaktadır. Neotetis Okyanusu’na ait okyanusal litosferin kuzeye eğimli bir yitim zonu boyunca tamamen tüketilmesinden sonra bölge 15-20 My öncesinden beri şiddetli bir kıta-kıta çarpışmasına sahne olmuştur. Arap levhası kuzeye doğru yılda ~2 cm hızla (son 20 milyon yıldır) ilerlediği için kıtasal çarpışma halen sürmektedir; Toroslar’ı bir yay gibi bükmekte, Doğu Anadolu yüksek platosunu ise bölgesel ölçekte (denizden 2 km yüksekte) bir kubbe şeklinde yükseltmektedir. Son yıllarda gerçekleştirilen bir dizi jeodinamik modelleme, sismik tomografi ve petrolojik çalışmaları, Neotetis okyanusunun tamamen kapanmasından sonra Anadolu’nun doğu kesiminin altında dalan okyanusal litosferin dikleşerek yaklaşık 10 My önce koptuğunu, bunun bölgesel yükselme ve bölge çapında volkanizmaya neden olduğunu göstermiştir. Bu olay, doğudaki sıkışma ve batıdaki Helenik yitimin geriye çekilme (rollback) etkisi ile gerilmeye uğramasının ortak etkisi ile Anadolu’nun iki büyük transform fay (Kuzey ve Doğu Anadolu Transform Fayları) boyunca batıya hareketini sonuçlamıştır.

Türkiye ve çevreleyen bölgelerdeki Neotektonik yapılar (doğrultu atımlı fay ve graben sistemleri) şimdiye kadar ayrıntılı çalışılmışsa da, bu hareketlerin manto derinliklerindek itici mekanisması (yani mantodaki konveksiyon hücrelerinin olası etkileri ve manto dinamikleri) konuları ele alınmamıştır. Bu nedenle, neotektonik konusunda çalışan araştırmacılar, neotektonik hareketi sağlayan motorlarının itici gücünün nereden geldiği konusunda genellikle bilgi sahibi değillerdir.

Neotektonik deformasyonların itici gücünü oluşturan bölge altındaki manto konveksiyonlarının doğası ve karakterini ortaya koyabilmek için küresel ölçekte manto konveksiyon hesaplamaları gerçekleştirdik. Bu testlerde Arap-Anadolu-Ege sisteminin kinematiğine yaklaşımda bulunmak için Helenik kuşakta dalan okyanus tabanının çekme ve Afar süper sorgucunun yükselme etkilerini birlikte değerlendirdik. Ayrıca sismik tomografi ve slab modellerinin gösterdiği farklı sınır koşulları ile manto yoğunluk dağılımlarını hesaba kattık. Model sonuçlarını, jeodezi, kalık topografya, mantodaki yoğunluk dağılımları ve sismik çalışmalar sonucu saptanan manto minerallerinin akma ile uzama-yönlenme yönleri (shear wave splitting) ile karşılaştırdık. Elde ettiğimiz sonuçlar, batıda Helenik yitimi boyunca dalan okyanusal litosferin çekmesi ve GD’da Afar süper-sorgucu ile mantonun yükselmesinin kombine etkilerinin Tetis konveksiyon hücresinin itici gücü olduğunu ortaya koydu. Sözkonusu konveksiyon hücresi, astenosferik mantoyu Afar’dan kuzeye Bitlis-Pötürge kenet kuşağına doğru hareket ettirmekte ve Anadolu’nun altına geldiğinde yönünü batıya çevirerek bölge çapında üzerinde taşıdığı litosferdeki neotektonik deformasyonları kontrol etmektedir. Tetis konveksiyon hücresinin son 25 milyon yıldır aktif olduğu, Arap levhası ile birlikte Bitlis konverjan kuşağını üstteki levha (yani kuzeydeki D Anadolu bölgesi) içine doğru 400 ila 500 km ilerlettiğini düşünmekteyiz. Bu çalışmada sunulan konveksiyon hücresi modeli, ayrıca bölgedeki neovolkanik birimlerin izotopik bileşimleri ile de desteklenmektedir: Afar sorgucunun izotopik imzası, güneydoğu Anadolu’ya kadar izlenebilmekte, bu kesimde yer alan Kuvaterner yaşlı Karacadağ kalkan volkanına ait bazaltik lavların Pb izotopik karakteristikleri Afar sorgucu ve Kızıl Deniz ortası sırt bazaltları arasındaki bileşimlere çok benzer özellikler sergilemektedir.

Anahtar kelimeler: Tetis konveksiyon hücresi, jeodinamik, dalan okyanus tabanının çekme etkisi, manto sorgucu, neotektonik, itici mekanizma.