İng. Geological and Tectonic Evolution of Antarctica
Antarktika Kıtası, tamamı aktif levha sınırları ile tanımlanan Dünya’nın en büyük levhalarından birisini oluşturmaktadır. Kıta, coğrafi olarak Atlantik, Hint ve Pasifik okyanuslarının güney kesimleri ile tektonik olarak da altı farklı (Afrika, Güney Amerika, Pasifik Nazca Scotia ve Sandvich) tektonik levhayla çevrelenmiş durumdadır (Şekil 1). Günümüzde %98’i buzullarla kaplı olan Antarktika’nın jeolojik ve tektonik birliklerinin belirlenmesi sınırlı sayıda kayaç yüzleği, buz örtüsü altında olmayan Antarktika Yarımadası, Weddel ve Ross denizleri bir kenara bırakılırsa büyük bir oranda jeofiziksel veriler yardımıyla mümkün olabilmektedir.1 Örneğin görece daha düşük bir buzul örtüsüne sahip olan Horseshoe Adası’nın jeolojisi üzerine yapılan klasik çalışmada, 2 yüzlek veren Andean Plutonik birlikleri, volkanitleri ve metamorfik kompleksler ve dokanakları başarıyla haritalanmıştır. Antarktika’ya yapılan ilk bilimsel/keşif seferleri Gondwana Kıtası’nın ve yeryüzünün tektonik geçmişinin anlaşılmasına önemli katkılar sağlamıştır.
Antarktika’nın jeolojik ve büyük ölçekli morfolojik gelişimi Gondwana Kıtası’nın 200-175 milyon önce parçalanmasından itibaren ilk elden levhaların konum ve hareketleri ile şekillenmiştir. Bu parçalanmayı takiben Antarktika, yavaşça Güney Kutbu’ndaki yerine hareket etmiş, önce coğrafi sonra da termal olarak izole olmuş, aşırı kurak ve soğuk kutup iklimi kontrolünde gelişimini sürdürmektedir.3
Antarktika, jeolojik ve tektonik gelişimi açısından iki fizyografik bölgeye ayrılmaktadır. Bu iki bölge birbirinden Transantarktik Dağları (TAM) ile ayrılan Doğu ve Batı Antarktika olarak tanımlanır.4
Doğu Antarktika kara alanının büyük bir kısmı Prekambriyen-Fanerozoyik zamanında bir araya gelerek Gondwana’yı oluşturan kıtasal kabuk (kalkan) parçalarından oluşmaktadır.5 Kalın bir buz örtüsü altında bulunan Doğu Antarktika’nın jeolojisi ayırtlanmamış Prekambriyen öncesi kayalar olarak tanımlanabilmektedir. Transantarktik Dağları ve Batı Antarktika ise Gondwana’nın Pantalassa-Pasifik aktif kıta kenarını oluşturur ve uzun tektonik gelişimleri süresince birbirlerine göreceli olarak yaklaşan veya uzaklaşan Marie Byrd Ülkesi, Thurston Adası, Ellsworth-Whitmore Dağları ve Antarktika Yarımadası gibi çarpışma ile ilişkili formasyonlar gözlenen tektonik bloklardan oluşur. Antarktika kıtasındaki aktif volkanlar Transantarktik dağlarının alt kesiminde Batı Antarktika’nın batısında ve Antarktika Yarımadası’nda yer almaktadır.
Antarktika’nın bugün tamamen buzullar altında kalan yüksek topoğrafyasını oluşturan yükselme fazları üç aşamada gelişmiştir. İlk yükselme Erken Kretase’de Avustralya ile Antarktika’nın birbirinden ayrılması ile ilişkilidir. Geç Kretase’de Doğu ve Batı Antarktika’yı ayıran genişleme rejimi egemendir. Erken Senozoyik’ten itibaren de Adare oluğuna doğru uzanan riftleşme, kıtasal kabuğa sahip Batı Ross bölgesine ulaşmış ve Doğu Antarktika litosferinin yükselmesini kontrol etmiştir.
Şekil 2’de Antarktika’nın tektonik birlikleri sunulmaktadır. Bu birlikler kıtanın üç farklı temel biriminin jeolojik farklılıklarını ortaya koyar.
Doğu Antarktika
Doğu Antarktika büyük oranda Arkeen yaşlı kraton çekirdek üzerine Protozoyik yaşlı (1, 8-0, 9 milyar yıl) yüksek dereceli metamorfik komplekslerden oluşan orojenik kuşaklardan oluşmaktadır. Tüm bu kayaç toplulukları, 600-500 milyon yıl önce gerçekleşmiş Pan-Afrikan orojenezi ile Gondwana Kıtası’nın oluşumu süresince bir araya gelmiştir. Kıtanın doğu kesiminde Erken Kretase’ye tarihlenen bazaltik volkanizmaya dair kayaçlar yer alır. Kıtanın Atlantik-Hint Okyanusu kenarındaki en eski okyanusal kabuğu 170-140 milyon yıl yaşındadır ve Gondwana Kıtası’nın parçalanma yaşını verir.
Transantarktik Dağları (TAM)
3500 km uzunluğu ile tüm Antarktika’yı Kuzey Viktorya Ülkesinden, Weddell Denizi’ne Ross Denizi’ni doğudan sınırlayarak boyuna kesen, 100-200 km genişliğinde ve yer yer 4500 m yüksekliklere ulaşabilen önemli bir dağ kuşağıdır. Antarktika’daki diğer dağ kuşaklarına nazaran yükselmiş çökel kaya topluluklarından oluşan Transatlantik Dağları ile Ross Denizi arasında da Batı Antarktik Rift Sistemi (WARS) yer almaktadır. Transantarktik Dağları, Antarktika’nın genel olarak volkanik kökenli dağlarından daha yaşlıdır. Transantarktik Dağları, Batı Antarktik Rift Sistemi’nin açılması esnasında yaklaşık 65 milyon yıl önce yükselmeye başlamıştır. Silüryen-Jura arasında depolanmış kumtaşları, silttaşları ve kömür içeren çökel kayalardan oluşan dağ kuşağının temelinde granit ve gnays bileşimli kayaçlar bulunmaktadır. Bu formasyonlar Antarktika Kıtası’nda bulunan fosillerin de çoğunu içerir.6
Batı Antarktik Rift Sistemi (WARS)
Batı Antarctic Rift Sistemi Doğu ve Batı Antarktika arasında yer alan bir seri rift vadisinden oluşmaktadır. Ross Körfezi ve Denizi ile Ross Buz Sahanlığı ve kısmen Mary Byrd Ülkesini kapsar. Batı Antarktik Rift Sistemi’nin uzunluğu yaklaşık olarak 3000 km ve genişliği de 700 km olarak tahmin edilmektedir. Bu boyutları ile Batı, Kuzey Amerika’nın batısında yer alan sırt-havza bölgesine benzerlik göstermektedir. Riftleşme, Geç Kretase döneminde başlamış, dört farklı fazda Geç Miyosen dönemine kadar etkin olmuştur.7 Günümüzde rift sistemleri etkin olmamakla birlikte blok hareketlerinin GPS hız ölçümleri Batı Antarktika’nın Doğu Antarktika’ya nazaran daha yüksek bir hızla kuzeybatıya doğru hareket ettiğini göstermektedir (Şekil 1). Batı Antarktik Rift Sistemi, günümüzde de aktif olan tüm Antarktika volkanlarının da kaynağını oluşturmaktadır.
Batı Antarktik Rift Sistemi’nin batı kesiminde Geç Senozoyik yaşlı bazaltlar tespit edilmiştir. Kuzeyinde ise 600-500 milyon yıl önce gerçekleşen Ross Orojenezi’ne ait formasyonlar yer alır.
Antarktika Yarımadası, And Dağ kuşağının Antarktik devamına ait kayaçlardan oluşmaktadır.
Antarktika Yarımadası’nın doğu kesiminde Güney Weddel Denizi’ni oluşturan Paleozoyik-Mesozoyik yaşlı riftleşme görülmektedir.
Tektonik Evrim
Antarktika Kıtası (ve levhası), Gondwana Kıtası’nın merkez parçasını oluşturmaktadır. Yaklaşık 600-500 milyon yıl önce oluşan Gondwana Kıtası, 350 milyon yıl boyunca sabit bir süper kıta olarak var olmuştur. Şekil 3’te Güney Kutup Dairesi’nin son 230 milyon yıldan günümüze tektonik gelişiminin yeniden kurulumu sunulmaktadır. Gondwana Kıtası, 180 milyon yıl önce Atlantik ve Hint okyanuslarının açılmaya başlamasıyla parçalanmıştır. Bu parçalanma öncesinde Gondwana, ekvatoryal pozisyonundan yavaşça güneye doğru göçmüştür. Gondwana’da riftleşme ilk olarak Afrika-Antarktika kıtalarının ayrılmasıyla başlamaktadır. 120 milyon yıl önce Hindistan ve Güney Amerika, Antarktika’dan ayrılır. Avustralya’nın Antarktika’dan ayrılması da 100-75 milyon yıl önce başlamıştır. Bu hareketler boyunca Antarktika Kıtası sürekli olarak saat yönünde bir dönüş gerçekleştirmiştir. Gondwana’nın parçalanması süresince kıtanın güney kısmında aktif olan çarpışma zonu, zaman içerisinde göçerek günümüz Pasifik-Güney Amerika kıtaları yaklaşan levha sınırını oluşturur. Batı Antarktik Rifti, bu çarpışma zonunun önünde gerçekleşen genişlemeli tektonizma sonucu gelişmiştir. Günümüzden 50 milyon yıl önceden itibaren ise Antarktika levhasının sınır ve konfigürasyonları bugünkü konumlarını almaya başlamıştır. Günümüz GPS hız ölçümleri Antarktika’nın kuzeybatıya doğru doğudan batıya artan bir hızla ilerlediğini göstermektedir. Bununla birlikte kıta içi hız alanı, genç tektonik ve deprem aktivitesi hakkındaki bilgilerimiz sınırlıdır. Küresel ısınmaya bağlı olarak Antarktika Yarımadasındaki buz kalınlığının azalması ile yarımadanın izostasik dengeleme ile hızla yükseldiği ortaya konulmuştur.8
Antarktika’daki deprem aktivitesi büyük oranda bu levha sınırlarında özellikle de Antarktika Yarımadası’nın kuzey kesiminde Scotia ve Güney Amerika levhaları arasındaki sınırda gerçekleşmektedir (Şekil 4). 1998 yılında Antarktika ve Yeni Zelanda arasındaki Balleny Adaları’nda büyüklüğü 8, 2 olan bir deprem gerçekleşmiştir. Toplam 14 milyon km² alana sahip kıta genelinde ise sismik aktivite oldukça düşüktür. Antarktika Yarımadası’nın uç kesimlerinde sismik aktivite bulunmakla birlikte kıta içinde kayda değer deprem bulgulanmamıştır. Bu duruma bir istisna olarak Transantarktik dağlarının doğu kesiminde kaydedilen depremlerdir. Bu depremlerin bir kısmı da aktif Erebus Volkanı’nın faaliyeti ile ilişkilendirilmiştir. Büyük bir kısmı (%99) ortalama 1, 9 km kalınlığa sahip bir buz tabakası ile kaplı olan kıtada gözlemlenen depremlerin tektonik ya da buz örtüsünün ağırlığından kaynaklanan kırıklarla ilişkili olduğu hâlen tartışılan bir konudur. Buz-deprem olarak adlandırılan bu olayların konum ve mekanizmalarını çözebilmek mümkün olamamaktadır. Benzer şekilde buz örtüsünün ağırlığı tektonik blokların hareketini de engelleyebileceği öngörülmektedir.9 Antarktika Kıtası içerisinde aktif fayların varlığı bu nedenlerden ötürü henüz bilinmemektedir.
