Elementlerin Jeokimyasal Davranışlarını Etkileyen Unsurlar

Elementlerin jeokimyasal davranışlarını doğrudan etkileyen unsurlar olarak; atom ve iyon özelliklerinden iyon yarıçapı; elektriksel yük (valans), polarizasyon, iyonlaşma potansiyeli, elektronegativite, bağ yapıları ve izotoplar sayılabilir.

Elementlerin jeokimyasal davranışlarını etkileyen diğer unsurlar ise; yerkürenin enerji işlemleri, kimyasal enerji ile birlikte ergime, buharlaşma, çözünme ve sızma ile bağımlıdır. Bunların yanı sıra mekanik, termik ve elektriksel kütle taşınmaları (radyoaktivite) olarak sayılabilir.

Jeokimyasal göç (geochemical migration) (Vernadsky, 1924): Elementlerin jeokimyasal dağılımı, hareketleri, bollaşmaları ve jeolojik dönemler boyunca gerçidikleri büyük ve küçük ölçekli dolaşımları kapsamaktadır.

Elementlerin jeokimyasal davranışına etki eden unsurlar iç ve dış etkenler olmak üzere iki grupta incelenebilir.

• İç Etkenler: Yukarıda da belirtildiği atomların kendilerine özgü doğal özelliklerinin meydana getirdiği olaylardır. Atomun kendi yapısı yanı sıra son yörüngesindeki elektronların dağılımı en önemli faktördür ve bu jeolojik devirler boyunca en önemli etken olarak aktivitesine devam etmektedir.

• Dış Etkenler: Jeokimyasal çevre şartlarının tamamı dış etkenler olarak ele alınabilir. Bunlar elementleri dışarıdan etkilemekte ve jeolojik değişimler süresince element dağılımı etkileyen temel unsurlardır. En önemli unsurlar gravitasyon (yerçekimi) ve ısı enerjisinin dağılımıdır.

Gravitasyon (Yerçekimi): Bu etken tek başına etkili olsaydı yerin çekirdeğinde daha yoğun elementler yer alırken dış kesimlerde daha hafif elementlerin bulunması gerekirdi. Oysa gerçekte yoğunluğu oldukça düşük olan dış kabukla bile yoğunluğu oldukça yüksek olan elementler sıkça görülebilmektedir (Au, Hg). Bu yüzden yerin sıcaklığı radyoaktivite ortamın jeokimyasal şartları gii bir çok etken ortak olarak etkilemekte ve bu günkü heterojen yapı ortaya çıkmaktadır.

Ancak gravitasyon tek başına ele alınacak olursa aşağıdaki jeolojik ve jeokimyasal olayları etkilemektedir.

• Yerkürenin ilk oluşumunda henüz katılaşmamış olan kütlede element dağılımını etkileyerek yerin katmanlarının oluşumunda önemli rol oynamıştır (çekirdek, manto, kabuk vs).
• Aşınma sonucunda ayrışan elementlerin taşınmasında yoğunluğa göre sıralanma.
• Tektonik olarak meydana gelen yükselme ve alçalmalar. Ağırlığından dolayı kayan bir kütlenin oluşturduğu düzensizlikler.
• Nispeten hafif gazların atmosferde yoğunlaşmaları (O,N,H)
• Çözünürlülüğü yüksek olan elementlerin yukarı hareketleri

Isı Enerjisi: Yerkürenin bir çok ısı kaynağı vardır. Bunların başlıcaları güneş, ay, yıldızlar, kozmik ışınlar, meteorlar ve ekzotermik kimyasal reaksiyonlardır. Güneşin verdiği ısı yanında diğerleri oldukça önemsiz kalmaktadır. Örneğin yerin derinliklerinden gelen ısının yaklaşık 10 bin katı güneşten sağlanmaktadır. Ancak bu da yerkürenin farklı noktalarında farklı değerlerdedir. Ekvator bölgesinde maksimum ısı görülürken bu değer kutuplara doğru azalmaktadır.

Sonuçta bütün jeokimyasal etkenler birbirini tamamlayarak jeokimyasal olayları meydana getirmektedirler. Etkenlerin etkime zamanı ve etkime süresi oldukça değişken ve karmaşık bir olaydır. Bu sebeple sistematik bir sınıflama yapmak genellikle boş bir uğraş olarak görülmektedir. Her olayın kendine özgü bir sistematiği bulunmaktadır.

Yerkürenin dış kesimlerinde elementlerin çeşitli türlerde birleşmeleri ile mineraller oluşur. Günümüzde 3 bin civarında mineral tanımlanmıştır ve her yıl ortalama 100 yeni mineral bu sayıya eklenmektedir. Sayının bu denli yüksek olmasının sebebi bileşimlerin dış etkenlere karşı değişik kararlılık (denge) göstermeleridir.

Sedimanter veya magmatik ortamlarda değişen termodinamik şartlara uyum sağlamak için bazı mineraller çözülerek yeni şartlara uyum sağlayan başka minerallere dönüşmektedir. Böylece yeni şartlarda oluşan mineraller eskileri ile reaksiyona gireceğinden termodinamik şartlarda değişimler oluşmaktadır. Bu şekilde sürekli bir değişim ve dönüşüm gerçekleşmektedir. Bu esnada hiç değişmeden kalan duraylı element ve mineraller ortamda mevcuttur. Bu değişimlerin hemen hepsi kimyasal olaylarla izah edilebilmektedir. Bu da elementlerin atom yapısı ve son yörünge elektronları ile ilgili olduğundan iç ve dış etkenlerin ortak davranışı kanıtlanmış olmaktadır.

Bir önceki yazımız olan Toprak Özelliklerinin Tanımlanması başlıklı makalemizde toprak derinliği, toprak özellikleri ve toprak özelliklerinin tanımlanması hakkında bilgiler verilmektedir.