Kuzeybatı İran'da kayıp bir magmatik yay: 101 milyon yıllık zirkonlar

Bulgunun önemi, tek bir kaya kuşağının isim kazanmasından daha büyük. İran'ın magmatik geçmişi ders kitaplarında neredeyse tümüyle iki büyük kuşakla anlatılır: Sanandaj-Sirjan ve Urumiye-Dohtar. Yazarlar, bu yeni yayın o iki kuşağın dışında, onlardan ayrı bir halka olduğunu söylüyor. Yani bölgenin yakın jeolojik tarihi, elimizdeki şemadan daha kalabalık.

"Magmatik yay" ne demek?

Bir okyanus tabanı, komşusu olan kıtanın altına doğru dalmaya başladığında buna dalma-batma denir. Aşağı inen soğuk levha beraberinde su ve çökel götürür; belli bir derinlikte bu su üstteki sıcak kayayı erimeye zorlar. Eriyen malzeme yukarı süzülür, bir kısmı yüzeye çıkıp yanardağ olur, çoğu ise yolda takılıp kalır ve derinde granit türü kütleler halinde katılaşır. Bu yanardağ ve granit dizisi, dalma hattına kabaca paralel bir kavis çizer; adı buradan gelir. Japonya ya da And Dağları'nın yanardağ sırası, bugün çalışan birer örnektir.

Böyle bir kuşağı bulmak, kuru bir envanter işi değil: yayın yaşı, altındaki okyanusun ne zaman dalmaya başladığını ve ne zaman tükendiğini söyler. Bir tarih yanlışsa, bütün takvim kayar.

Kapanmakta olan bir okyanus: Neotetis

Söz konusu dalma-batma, Neotetis adlı okyanusun kapanma sürecinin bir parçasıydı. Neotetis, bugünkü Arabistan ile Avrasya arasında uzanan, Mezozoyik boyunca var olmuş bir okyanustu. Arabistan kuzeye doğru ilerledikçe bu su kütlesi iki yakası arasında ezildi; tabanı yavaş yavaş Avrasya'nın altına daldı ve sonunda iki kara birbirine kenetlendi. Bugün İran yaylası, Zagros ve Anadolu'nun büyük bölümü o kenetlenmenin ürünü.

Yeni tanımlanan yay, bu uzun sürecin ortalarından bir enstantane sunuyor: Arabistan-Avrasya kuşağında, 100 milyon yıl civarında kıta kenarında hâlâ etkin bir magma fabrikası çalışıyormuş.

Kayalar neden "kayıp"tı?

Araştırmacıların anlatımına göre kuşağın izini silen tek bir olay değil, üst üste gelen birkaç süreç:

• Daha sonraki tektonik deformasyon kuşağı parçalayıp birbirinden koparmış.
• Aşınma, yüzeye yakın kesimleri temizlemiş.
• Havza çökelleri kalan kısmın bir bölümünü gömmüş.
• Eosen'de gelen daha genç magmatizma, eski kayaların üstünü örtmüş ve tabloyu karıştırmış.

Geriye kalan parçalar, Siah Çeşme-Hoy-Mişo-Tebriz Fayı boyunca dizilmiş küçük kütleler. Bu hat bugün aktif bir kırık; ama araştırmacıların okumasına göre eski dalma-batma sınırının üzerine oturmuş durumda. Yani çizgi kaybolmamış, sadece yeni bir işe koşulmuş.

Zirkon: milyon yılları tutan minik kum saati

Böyle bir iddiayı kurmanın bel kemiği, zirkon adlı mineral. Zirkon kristalleri magma katılaşırken oluşur, kum tanesinden küçüktür ve son derece dayanıklıdır; etrafındaki kaya ezilse, ısınsa, ufalansa bile içindeki kayıt genellikle bozulmaz. Kristal oluşurken yapısına bir miktar uranyum sıkışır. Uranyum sabit bir hızla kurşuna dönüştüğü için, bir zirkon tanesindeki uranyum-kurşun oranı o tanenin kaç yaşında olduğunu verir. Ekip bu U-Pb yaşlandırma yöntemiyle 101-97 milyon yıl aralığını elde etti.

Yaş tek başına yeterli değil, çünkü aynı yaşta kaya pek çok farklı ortamda oluşabilir. Bunun için iki ölçüm daha devreye girdi:

• Hafniyum izotopları: zirkonun içindeki hafniyumun izotop bileşimi, magmanın ne kadarının mantodan, ne kadarının eski kıta kabuğunun eritilmesinden geldiğini ayırt etmeye yarar.
• Tüm-kayaç jeokimyası: kayanın element parmak izi, dalma-batmayla ilişkili magmalara özgü bir desen taşıyıp taşımadığını gösterir.

Üç ölçüm birlikte okunduğunda, kayaların bir kıta kenarındaki dalma-batma yayına ait olduğu sonucuna varıldı.

Çalışmanın künyesi

Veriler çalışmanın kendi künyesinden ve İTÜ'nün yayın duyurusundan alındı. Makalenin sorumlu yazarı Dr. Ali Mohammadi, duyuruda bulgunun anlamını şöyle özetliyor: kuzeybatı İran'ın magmatik tarihi, daha önce kabul edilenden karmaşık.

Anadolu ile ilgisi var mı?

Burada temkinli olmak gerekiyor. Çalışmanın ekibi büyük ölçüde Türkiye'den: yürütücü kurum İTÜ, ortak yazarlardan biri Karadeniz Teknik Üniversitesi'nden; ekibe ayrıca Çin Bilimler Akademisi'nin Tibet Yaylası Araştırma Enstitüsü ile Sincan Ekoloji ve Coğrafya Enstitüsü, ETH Zürih ve İran'dan Damghan Üniversitesi katkı verdi.

İçerik tarafında da dolaylı bir bağ var: Neotetis'in kapanması tek bir ülkenin sınırları içinde yaşanmış bir olay değil. Aynı okyanusun tükenmesi, Doğu Anadolu'daki kaya kuşaklarının da mimarı. Duyuruda bulgunun Doğu Akdeniz ve Batı Asya'nın tektonik evrimini anlamaya katkı sağladığı belirtiliyor.

Ama şunu açıkça söylemek lazım: çalışma, yeni yayın Anadolu'daki belirli bir magmatik kuşağın devamı olduğunu ileri sürmüyor. Böyle bir eşleştirme, aynı titizlikte yapılmış sınır ötesi yaş ve jeokimya karşılaştırması gerektirir; bu makalenin konusu değil.

Açık kalan sorular

İlk soru coğrafi: kuşak doğuya ve batıya ne kadar uzanıyor? Elde dar bir şerit boyunca dizilmiş, parçalanmış kütleler var; aradaki boşlukların gerçekten boş mu olduğu, yoksa çökel altında mı kaldığı belirsiz.

İkincisi takvimle ilgili: 101-97 milyon yıl, jeolojik ölçekte kısa bir pencere. Yay gerçekten bu kadar kısa mı çalıştı, yoksa öncesine ve sonrasına ait kayalar henüz bulunamadı mı? Son olarak, bu yayın İran'ın bilinen iki büyük kuşağıyla aynı dalma-batma sisteminin parçası mı olduğu, yoksa ayrı bir dilimin altına dalan başka bir levha kesitine mi ait olduğu açık bir tartışma başlığı.

Bunların her biri yeni arazi çalışması ve yeni zirkon demek. Jeolojide kayıp bir kuşağı bulmak, hikâyenin sonu değil; çoğu zaman yeni bir sorular listesinin başı.

Fotoğraf: Arefifard, S. 2017, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons