Bu Yığılmış Bazalt Duvarlar Soğuma ve Sonrasında Çatlamadan Geliyor

Birinin elle dizmiş gibi görünen şey, aslında soğumuş lavdır; bu düzenin nedeni de basit bir fizik ilkesidir: Bazalt soğudukça büzülür, tek bir katı kütle olarak kalmak yerine tekrarlayan gerilim çizgileri boyunca kırılır.

Önce akılda tutulması gereken şey budur. Üst üste dizilmiş gibi görünen bu kaya yüzeyleri tuğla gibi örülmemiştir. Kendi kendilerine düzenlenmişlerdir.

ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu (USGS), sütunsal eklemeyi şöyle açıklar: Kalın bir lav kütlesi soğuduğunda büzülür ve bu büzülme, kayayı çoğu zaman çokgen kenarlı, genellikle beş ya da altı yüzlü sütunlara ayıran çatlaklar üretir. Düz anlatımla söylemek gerekirse sıcak kaya, soğuk kayadan daha fazla yer kaplar. Isı kaybettikçe sıkışır; eşit biçimde büzülemiyorsa da çatlar.

Düzenli kaya neden tek bir sıcak kütle olarak başlar?

Temel mekanizma basittir: Tek parça bir bazalt kütlesi eşit olmayan biçimde soğur, içinde gerilim birikir ve eklem yüzeyleri boyunca sütunlara ayrılır.

Bazalt nasıl sütunlara dönüşür?

1

Kalın bir bazalt kütlesi soğumaya başlar

Önce dış kısım ısı kaybederken iç bölüm daha uzun süre sıcak kalır.

2

Kaya büzülmeye çalışır

Bazalt soğudukça küçülmek ister, ama aynı kütlenin komşu kısımları birbirini çeker.

3

Gerilim çatlaklara dönüşür

Bu gerinim düzgün biçimde giderilemez, bu yüzden kaya boyunca eklem çatlakları açılır.

4

Geriye sütunlar kalır

Bu dikmeler yukarı doğru inşa edilmez; daha büyük bir kütlenin parçalanmasından sonra geride kalan parçalardır.

Bu desenin görülebildiği iyi bilinen yerler

Yer	Gösterdiği şey	Burada neden önemli?
Giant's Causeway, Kuzey İrlanda	Erozyonla açığa çıkmış yaklaşık 40.000 bazalt sütunu	Soğuyup çatlayan ve daha sonra ortaya çıkan lavın klasik bir örneği
Staffa, İskoçya	Belirgin sütunsal bazalt yüzeyleri	Aynı çatlak desenini başka bir volkanik ortamda gösterir
İzlanda	Birçok sütunsal bazalt oluşumu	Bol bazalt ve sonradan açığa çıkma sayesinde bu deseni bulmak kolaydır

🌋

Neden bazı lav akıntıları diğerlerinden daha düzgün görünür?

Düzenli sütunlar için yalnızca lav yetmez. Desenin net oluşmasını ve bizim onu görebilmemizi birkaç koşul birlikte belirler.

Soğuma hızı

Isının daha hızlı ya da daha yavaş kaybolması, çatlak deseninin nasıl geliştiğini değiştirir.

Kalınlık

Daha kalın bir lav kütlesi, ince bir kütleden farklı soğur ve daha büyük gerilim desenlerini sürdürebilir.

Suyun etkisi

Su, soğuma desenini değiştirebilir ve son eklemlerin ne kadar düzenli görüneceğini etkileyebilir.

Sonraki erozyon

Erozyon, bir yerde temiz sütun yüzeylerini açığa çıkarabilirken başka bir yerde yalnızca kırık dökük bir yığın bırakabilir.

Ellerinizin zaten bildiği kısım

Bunun evdeki karşılığını görmek isterseniz kuru bir krakeri alın ve hafifçe bükün. Ya da kuruyan bir çamur birikintisini düşünün. Nem azaldıkça yüzey büzülür, gerilim artar ve çatlaklar küçük bloklara ve çokgenlere doğru yayılır. Bazalt da aynı şeyi, çok daha büyük, daha sıcak ve daha yavaş bir sahnede yapar.

Bence kayanın anlam kazanmaya başladığı an tam da budur. Çömelin, krakeri elinize alın ve kırın. O kırılma, güzellik ya da karmaşa hakkındaki fikirlerinizden izin istemez. Gerilimin izinden gider.

Araştırmacılar, bu çatlak ağlarının neden sık sık çokgenlerde kararlı hâle geldiğini uzun zamandır inceliyor. Goehring, Mahadevan ve Morris'in 2006'da Proceedings of the National Academy of Sciences'ta yayımlanan yararlı bir makalesi, büzülen nişasta ile soğuyan lavı birbiriyle ilişkili desen oluşturan sistemler olarak ele alıyor ve gerilim zaman içinde giderildikçe çatlak ağlarının daha düzenli çokgen biçimlere olgunlaşabildiğini gösteriyordu. Malzeme değişiyor, ama mantık tanıdık geliyor: Büzülen tabakalar, verimli bölümlere ayrılmak için çatlıyor.

Aylarca yavaş. Sonra birden, çat

İşte hikâyenin yön değiştirdiği yer burası. Soğuma günler, aylar, kalın kaya kütlelerinde bazen daha da uzun süre boyunca yavaş yavaş gerçekleşebilir. Isı azar azar çıkar. Gerilim de azar azar birikir.

Ama çatlağın kendisi hiç de yavaş değildir.

Bir anda sıçrayıverir.

Bazalt soğur, sıkışır, direnir, çatlar, ilerler, desene kilitlenir. Bir çatlak, gerilim altındaki kaya içinde keskin adımlarla sıçrayarak ilerleyebilir. Gözün sabırlı geometri diye okuduğu şey, kısmen ani boşalma anlarıyla sabitlenmiştir.

Ve eğer soğuyan kayanın yakınında bulunduysanız ya da gerilim altındaki buzun veya kuruyan kerestenin sesini duyduysanız, bunun nasıl bir şey olduğunu hayal edebilirsiniz: Gerilim çözülürken duyulan küçük patırtılar, tıkırtılar ve keskin çat sesleri. Bazalt coğrafyasını şekillendiren yalnızca akan lav değildir. Onu biçimlendiren, kayanın kırılma sesidir.

Yavaş soğuma, hızlı kırılma

Geometri sabırlı görünür, ama desenin bazı kısımları ani çatlama patlamalarıyla sabitlenmiştir.

Asıl aydınlanma da budur. Aynı yer hem yavaşlıkla hem de şiddetle oluşmuştur. Sütunlar üst üste dizilmedi. Bölünerek ortaya çıktı.

Çatlama dağınıksa duvarlar neden bu kadar düzgün görünüyor?

Bu düzgün görünüm, birlikte çalışan iki kuvvetten gelir: Kaya soğurken nispeten eşit gerilimlerin oluşması ve sonrasında erozyonun daha dayanıklı sütunları seçerek açığa çıkarması.

Bazalt duvarlar neden tasarlanmış gibi görünebilir?

Görünüşte olan

Bir bazalt uçurumu planlanmış, istiflenmiş, hatta neredeyse insan eliyle yapılmış gibi görünebilir; duvar boyunca kusursuza yakın altıgenler tekrar eder.

Gerçekte olan

Bu desen, kendi kendine örgütlenmeyle seçici açığa çıkmanın birleşimidir: Gerilim kayayı çoğu beş, altı ya da yedi kenarlı, çoğunlukla çokgen sütunlara böler; erozyon da yeterli miktarda malzemeyi uzaklaştırarak bu düzenli yüzeylerin belirginleşmesini sağlar.

Bu yüzden bir uçurum uzun org borusu gibi sütunlar gösterebilirken, yanındaki başka bir yamaç yalnızca kırık açılardan oluşan bir yığın hâlinde kalabilir. Aynı genel süreç, soğuma koşullarına ve sonrasında hava ile suyun ne yaptığına bağlı olarak çok farklı sonuçlar bırakabilir.

Bir dahaki yürüyüşünüzde bazaltı nasıl okursunuz?

Koyu renkli volkanik kayayla karşılaştığınızda yalnızca yüksekliğe bakmayın. Tekrarlanan açılara bakın. Çokgenlerde buluşan düz sütun yüzeylerine bakın. Bir sütunun üst üste dizilmediğini, enine kırıldığını gösteren kırık uçlara bakın. Bunlar, soğumanın ve çatlamanın izleridir.

Eğer sütunların çoğunlukla dik uzandığı bir kanyon duvarı ya da uçurum bulursanız, çatlakların genellikle soğuma yüzeyine kabaca dik açıyla oluştuğunu hatırlayın. Bu, jeologlara lav kütlesinin ısıyı nasıl kaybettiği hakkında bir şey söyleyebilir. British Geological Survey ile USGS, sütunsal bazaltı açıklarken aynı yalın fikri kullanır: Soğuma yönüyle çatlak deseni birbiriyle bağlantılıdır.

Bu yüzden bir dahaki sefere bir bazalt duvar insan eliyle yapılmış gibi görünürse ona bir kez daha bakın. Karşınızda, önce ısının taşa dönüşmesini, sonra da taşın kendi büzülmesiyle parçalanmasını görüyorsunuz. Bu, kendi kendini yapmış bir coğrafyadır; kraker numarasını bir kez öğrendiniz mi, size çok açık bir sesle konuşmaya başlar.