3.Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu - DSİ Genel ...

At
L Ln(
2)
/ T1
/ 2
(3)
eşitlikleri ile belirlenir.
( LT)
A0exp
(2)
Beslenim zonundaki 14 C (A0) ve sudaki 14 C (AT) değerlerinin bilinmesi durumunda yukarıdaki
eşitliğin aşağıdaki biçimi kullanılarak aktivitenin A0’dan AT değerine azalması için geçmesi
gereken zaman (T, yaş) belirlenir.
AT
Ln
A0
T
(4)
L
Genellikle arkeolojik örneklere uygulanan Eşitlik 4 ile belirlenen yaş atmosferik 14 CO2 içeriğinde
geçmişte oluşan salınımların etkisini içermez. Belirlenen yaş değerinin bu etkiyi dikkate alan
biçimde düzeltilmesi durumunda elde edilen yaşa “kalibre edilmiş radyokarbon yaşı, calibrated 14 C
age” denilmektedir.
Hidrojeolojik uygulamalarda genellikle söz konusu değerin 100 pmc dolayında sabit kaldığı
varsayılır ve akım sistemine ait diğer fiziksel ve kimyasal süreçlerdeki belirsizliklerin etkisi dikkate
alındığında, anılan değerdeki salınımların yeraltısuyu radyokarbon yaşları üzerindeki etkisi
önemsizdir.
Eşitlik 4’te kullanılan AT değeri üzerinde akifer içindeki diğer fiziksel ve kimyasal süreçlerin
etkiinden dolayı yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini uygulamaları yukarıda belirtilenden çok daha
karmaşıktır. Yeraltısuyu radyokarbon yaşının gerçekci bir biçimde belirlenebilmesi için AT
değerinin, değere etkiyen tüm süreçler açısından düzeltilmesi gerekir. Söz konusu düzeltmeye
ilişkin ayrıntılar aşağıda sunulmuştur.
3. RADYOKARBONUN YERALTISUYUNDAKİ EVRİMİ
Yeraltısuyunun radyokarbon yaşının belirlenmesi konusunda başarılı bir uygulama yapabilmek için
öncelikle suyun bünyesinde değişik türler halinde taşınan karbon elementinin beslenme anından
itibaren akifer içinde geçirdiği evrimin iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu çalışmada ele alınan şekli
ile yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini karbon elementini içeren inorganik türlerin akım yolu
boyunca evrimini dikkate almaktadır. Bu kapsamda yeraltısuyuna inorganik karbon sağlayan
başlıca süreçler doymamış zon atmosferindeki CO2 ve kayaçlardan türeyen C elementidir. Yukarıda
da belirtildiği gibi doymamış zon atmosferindeki CO2 bitki kök terlemesi ve/veya atmosferden
beslenme zonuna difüze olan CO2’i içermektedir. Kayaçlardan türeyen C elementinin başlıca
kaynağını ise kayaç oluşturan birincil karbonat mineralleri, kayaçların kırık ve çatlaklarında kayaç
oluşumunu takip eden süreçler sonrasında çökelen ikincil karbonat mineralleri (örğ. kalsit, CaCO3)
ve magmatik/metamorfik kökenli (yani, jeojenik) CO2 gazı ile biyojenik ve termojenik kökenli
metan (CH4) gazı oluşturmaktadır. Birincil karbonat mineralleri karbonatlı kayaç (örğ. kireçtaşı,
dolomit) akiferlerinde yaygın olarak gözlenmekte, buna karşın ikincil karbonat mineralleri (örğ.
kalsit) akla gelen her tür kayaç tipini içeren akiferlerde kırık ve çatlaklar boyunca
bulunabilmektedir. Jeojenik CO2 volkanik ve tektonik aktif bölgelerde, biyojenik CH4 gömülü
organik maddenin çürüdüğü eski ve sığ bataklık ortamı kayaçlarında, termojenik CH4 ise genellikle
hidrokarbon içeren derine gömülü ve jeotermal gradyanın geçmişte ya da günümüzde yüksek
olduğu kayaç ortamlarında bulunmaktadırlar.
Son birkaç yüzbin yıl içinde oluşan ikincil karbonat mineralleri dışında kayaç oluşturan karbonat
mineralleri –kayaç oluşumundan sonra geçen uzun zaman içinde- içerdikleri ilksel
179
14 C izotopunun
tamamını radyoaktif bozunma sonucu kaybetmiş durumdadırlar. Dolayısıyla beslenim suyunun
içerdiği karbonik asit tarafından karbonatlı mineralin çözünmesi sonucu kayaçtan yeraltısuyuna
geçen C elementi 14 C izotopu içermez. Bu yolla yeraltısuyuna geçen C elementi 14 C içermeyen