Doğal Kaynakların Araştırılması'nın Tarihsel Gelişimi: Jeofiziksel Yaklaşım

İnsanoğlunun, yüzey kayaçlarının mekansal ilişkileri ve özellikleri hakkındaki bilgileri çok eskilere dayanır. Taş, bronz ve demir çağlarınıda sergilenen teknolojik ilerleme; taşocağı ve maden cevherleri aramalarında çok pratik jeolojik bilgilerin kazanımını sağlamıştır: taşları ve mineral yataklarını bulma ve işletme yeteneği. Bu madenlerin konumları, ticaret açısından çok önemliydi: Yunanistan’a bronz için kullanılan kalay çok uzaktaki İngiltere’deki Cronwall’dan geliyordu. Diğer jeolojik maddeler örneğin; cam yapımında kullanılan silis, çömlek yapımında kullanılan kil, heykelcilikte kullanılan mermerM.Ö. 2000 yılında kazılar ve araştırma yapılıp bulunmuştur. Az miktarda, nadir yataklara sahip gümüş, altın (en az M.Ö.3000 yılından beri kullanılmaktadır) ve değerli taşlar (gemstone) gibi madenler iyi korunan ve saklanan jeolojik sırlar olarak kalmıştır. Hindistan’daki elmasların varlığı M.Ö. 1000’li yıllardan beri biliniyordu. Önceleri sadece sağlamlığıyla diğer maddeler arasında göze çarpan elmas, daha sonraları sadece en sert madde değil, en kıymetli madde olduğu da anlaşılmıştır ve kabul edilmiştir.III. yüzyılın sonuna doğru Hindistan elmasların ticareti Çin’den İtalya’ya kadar yayılmıştır.

İlk çağlarda, yer içindeki madenlerin aranması ve işletilmesine yönelik yazılı dökümanlar yoktur. Bu ilk girişimlerle ilgili kayıt sadece kazılardan elde edilen eski madenlerde bulunmuştur. Yugoslavya’da M.Ö. 2500 yıllarında 20 m’ nin de altındaki derinliklere inilerek, bakır madeni çıkarılabiliyordu. Yaklaşık M.Ö. 314 yılında Atina’lı Theoprastus Atina’da ticareti yapılan, çok sayıda mineralin isimlerini içeren küçük bir katalog hazırlamıştır. Bu minerallerden bazılarının isimleri; zinober, jips, quartz, ametisttir ve bunlar günümüzde de aynı isimlerle kullanılmaktadırlar. 

Matbaacılığın XV. yüzyılın sonlarına doğru başlamasıyla beraber edebiyatta yaşanan gelişmeler, madencilik edebiyatına da yansımıştır.Avrupa’da madencilik sektörü en çok Almanya’da yapılmaktaydı. Maden para yapımında kullanılan gümüşün elde edilmesini sağlayan, yetenekli mühendis ve doktorlar, zengin maden yatakları sahiplerinin dikkatini çekmiştir. Bunlardan en önemlisi XVI. yüzyılda jeoloji ile ilgili önemli bir eser olan “De Re Metallica” adlı eseri Latince olarak yazan Georg Bauer (1494- 1555)’dir. XVIII.yüzyılın ortalarında 1762’demadencilik alanında ilkyüksek öğrenim yapan kurum Prag’da “Maden Akademisi” olarak açılmıştır.

XVIII. yüzyılın sonlarında ilk olarak İngiltere’de başlayan, endüstriyel alanda yaşanan yeni gelişmeler minerallerin kullanım alanın gelişmesini sağlamıştır. Buna en önemli etken ise buhar makineleridir. Buharla çalışan pompalar kullanılarak, 1810 yılında yapılan kazılar 500 m’ye kadar ulaşabilmiştir. Ayrıca nakliyecilik ve demiryollarının yaygınlaşması da madenciliği büyük ölçüde geliştirmiş ve yaygınlaştırmıştır.

XIX. yüzyılın başlarında önemli bir gelişme ise jeolojik haritalama olmuştur. Sağladığı yarar ekonomik açıdan büyük kazançlar sağlamıştır. Yer altındaki katmanların içerdiği mineral çeşitleri belirlenip ihtiyaç doğrultusunda kullanılmaya başlandı. Örneğin demir cevheri veya inşaat sektöründe kullanılacak tuğla için taş ve kil, bulunduğu tabakalar tespit edilerek tasarrufta bulunuluyordu. 1840 yılında Murchison çok önemli ve aynı zamanda ekonomik yarar sağlayan bir buluş yapmıştır; yakın geçmişteki bitki kalıntılarının daha üstteki sedimenlerde, yaşlı olanların ise alt katmanlarda bulunan sedimenler de bulunduğudur. Böylece kömür aramaları yapılırken Silüriyen yaşlı katmanlar göz önüne alınmakta ve daha derinlerde kömür bulunma ihtimalinin olmadığı sonucuna varılmaktadır.

1920’ler de petrole duyulan büyük talep, beraberinde motorlu taşıt üretiminde artışı getirmiştir. Bu esnada yeraltındaki gizli petrol kapanları için yapılan jeofizik araştırmalar yoğunlaşmıştır. Bu konudakiilk jeofiziksel buluş 1924 yılında Texas’ta bulunan petrol sahasında Eötvös Torsiyon gravimetrisi kullanılarak yapılarak keşfedilen tuz domlarıdır. Bununla birlikte, en önemli jeofizik teknik sismolojiden gelmiştir. 1. Dünya Savaşı’nda Alman, İngiliz, Fransız ve Amerikan Ordularında çalışan jeofizikçiler mikrofon düzenekleri kullanarak topların nerelerde saklandığını bulmak için çalışmışlardır. 1920’lerde, Amerikan timi, ABD’nin güneyindeki yeraltı yapısını haritalamak için sismik yöntemi çalıştırarak Alman Dr. Ludger Mintrop kılavuzluğunda kendilerine doğrudan sınama yöntemi bulmuşlardır. Sismik çalışmalar sonucu yeraltında saklı olan tuz domları ve antiklinaller haritalanabilmiştir. İlk üretim alanı bu teknikle 1924’de bulunmuş ve 1920’lerin sonlarında saha ekipleri ve jeofizik şirketlerin sayısında hızlı bir gelişime sahne olmuştur. 1930’ların sonunda henüz, bir kaç bilgilendirme kursu vardır ve sismik prospeksiyonu anlatan temel kitaplar yoktur. Uygulamalı jeofizik üzerine ilk dergi (Zietscrift für Algewante Geophysik) 1924’de Almanya’da çıkmış ve Amerika’da Petrol Jeofizikçileri Derneği 1932’de kurulmuş ve daha sonra ismini Arama Jeofizikçileri Birliği (Society of Exploration Geophysics) olarak değiştirmiştir.

Hemen hemen bütün sismik prospeksiyon (arama) yöntemleri başlangıçta, sismik kırılma çalışmalarını kapsıyordu. Gerçek yansıma sismolojisi,II. Dünya Savaşı sırasında geliştirilenyeni mağnetik kayıt kapasitesini gerektirmiş ve ortak derinlik noktası yığması (CDP) yöntemi 1957’de ortaya konmuştur. Bu yöntemde gürültü ve tekrarlamalı yansımalar çeşitli alıcı ve atış noktası konfigürasyonları ile aynı orta nokta yüzeyinden yansılıyormış gibibütün izlerin yığılması esasına dayandırılmıştır. Yığma (stacking) işlemi, verinin depolaması ve işlenmesinin dijital bilgisayarlarla yapılmasına gerek duyulmuş ve milyarlarca dolarlık jeofizik endüstrisi bilgisayar teknolojisindeki her yeni keşif için büyük bir müsteri olmuştur. İlk yansıma sismiği çalışmaları çoğunlukla sismik kaynak ve hareket eden hidrofonlarla denizde yapılmıştır. Karadaki sismik yansıma,1960’larda gelişmiştir.

Hidrokarbonların aranmasında diğer önemli bir yenilik kuyu logu tekniklerinin gelişimidir. İki fransız profesör Conrad ve Marcel Schlumberger 1913 ve 1932 yılları arasında elektrik ve mağnetik yöntemlerin kullanımı konusunda öncü olmuşlardır. 1927’de, bu iki kardeş Fransa’dakibir petrol alanında bir kuyuda elektrik özdirenç logunu almışlar ve sonraki on yılda yeni kuyu logu tekniklerinde öncü olmuşlar ve de kurdukları Schulumberger şirketiile devasa petrol endüstrisi pazarında etkili olmuşlardır.

Jeofizik ayrıca,mağnetik ve gravimetrik imzalarıyla tanımlanabilen ince sedimenter örtünün altında gömülü maden yataklarının bulunmasına olanak sağlamıştır. Düşman denizaltılarının belirlemek için II. Dünya savaşı sırasında kullanılan havadan ölçü alabilen mağnetometreler hızlı bir şekilde uzaktan geniş alanların araştırılmasına olanak sağlamıştır. Yansıma sismiği ayrıcakömür damarlarıının yapısı ve uzanımının belirlenmesinde kullanılmıştır.

Endüstri tarafından geliştirilen ve öncülüğü yapılan bütün bu yeni teknikler, Yerküre’nin yapısının anlaşılmasında da karşılığını bulmuştur. Mağnetik ve gravite anomalileri, yer kabuğunun haritalanmasına yardım etmiş olmasına karşın ilk olarak ABD’de uygulanan derin sismik yansıma yöntemi, 1980’lerde alt kabuk ve üst manto’daki ana yapıların görüntülenmesinde kullanılmıştır.

Bu çalışma aşağıdaki kaynaktan alınmıştır:

Özçep, F. Akkargan, Ş. ve Özçep, T., 2001, Doğal Kaynakların Araştırılması, Jeofizik Bülteni, Eylül, Sayı: 38, Sayfa: 93-94.