A.Ü.F.F. Döner ,er.;ermayc iş letmesi Yay ı nlar ı

No: 59

JEOTERMAL. ENERJI'

Prof.Dr.Baki CANİK

Yard.Doç.Dr.Mehmet ÇELIK Araş .Gör.Zafer ARIGÜN

Ankara Ünive - s4.,..si Fen Fakültes; Jeoloji Mil'iler.disliğ i Bölümü

Mpşı s

A.Ü.F.F. Döner Sermaye iş letmesi Yay ı nlar ı

No: 59

JEOTERMAL ENERJ İ

Prof.Dr.Baki CAN İK

Yard.Doç.Dr.Mehmet ÇELIK Araş .Gör.Zafer ARIGÜN

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Jeoloji Mühendisliğ i Bölümü

May ıs 2000

ÖNSÖZ

Bu "Jeotermal Enerji" kitab ı Jeoloji Mühendisliğ i Bölümünde okutulan "Jeotermal Enerji" dersinde anlat ı lan konulardan derlenmi ş tir. Mühendislik lisans öğrenimi gören öğ renciler için kaynak olu ş turmak ve jeotermalle ilgili temel bilgileri vermek amac ı yla haz ırlanm ış t ı r.

Kitapta, çevre dostu ve yeni bir enerji olarak kabul edilen jeotermal enerjinin özelliklerinin aç ı klanmas ı , oluşum modelleri ve önemi vurgulanm ış tı r. Ş üphesiz konu ile ilgili pekçok anaba ş l ık oluş turacak bilgiler de mevcut olup, ancak okutulan dersin kapsam ı nedeniyle buraya al ı namamış tı r.

Bu "Jeotermal Enerji" kitab ı nı n haz ırlanmas ında E. Ş amilgil' in ayn ı adl ı kitab ından büyük ölçüde faydalan ı lmış tır. Bunun yanı nda çok say ı da eserden ve ki ş isel çal ış malar ımızdan da yararlan ı lmış tır. Yararlan ı lan eserler, kaynaklar bölümünde verilmi ş tir. Bu kitaba katk ı sağ layan eser sahiplerine ve katk ı s ı olan meslekta ş ları mıza te şekkürler ederiz.

"Jeotermal Enerji" kitab ım ı zın, Uygulamal ı Jeoloji konusunda, özellikle de s ıcak ve mineralli sular ve jeotermal enerji ile ilgilenen ö ğ rencilerimiz için bir başvuru kaynağı olarak yararl ı olmas ını dileriz.

Mayı s, 2000

IÇINDEKILER Sayfa No

GIRIŞ TARİHÇE TÜRKİ YE'DE JEOTERMAL ENERJ İN İN TARİHÇES İ 2 JEOTERMAL ENERJ İ KUŞ AKLAR' 7 JEOTERMAL ENERJ İN İN DIĞ ER ENERJİ TÜRLER_İNE ÜSTÜNLÜKLERI 8 JEOTERMAL ALANLARIN OLU Ş UM KO Ş ULLAR' 9 JEOTERMAL ALAN MODELLERI 11

S ı cak Su, Sulu Buhar, Kuru Buhar Ku şaklar' ve Modelleri : 11 Kızg ın Kuru Kaya Modeli 13

JEOTERMAL ALAN MODELLERINE ILI Ş KIN KRITERLER 14 Volkanolojik Belirtiler 14 Konveksiyon Akımlanyla Is ı Transferi 15 Beklenen Ak ış kanın Fiziki Durumu 16 Tektonik ve Hidrojeolojik Ko şullar 17

JEOTERMAL ALANLARDA YÜZEY BELIRTILERI 18 Dokanak Kaynaklar ı 18 Buhar Kaçaklar ı veya Fünıeroller 18 Geyzer Olay ı nı n Mekanizmas ı 19

JÜVEN İL ve METEORİK ORIJIN TEORİLERİ 20 Jüvenil Köken 20 Meteorik Köken 20

YERKÜRENIN İÇ ISISI 22 YER YÜZEY İNDEKİ ISI AKISI 23

Jeotermal Gradyan 23 Is ı Akı s ı "Heat Flow" 23 Normal Jeotermal Gradyan Alanlar ı 24 Yüksek S ı cakl ık İ leten Jeote ı mal Gradyan Alanlar ı 25 Is ısal İ letkenlik 26 Yerkürenin Is ı Kapasitesi 26 Is ı Akı sına Etki Eden Faktörler 27

ISI KAYNAĞ INA ILIŞ KIN VOLKANOLOJİK GÖRÜŞ LER 28 Entrüzif Is ı Kaynağı 28 Magmanın Su Içermesi 28 Silis—Jüvenil Orijin Ili şkisi 29 Akı c ı Magmanın Yükselme Mekanizmas ı 29

JEOTERMAL ENERJ İNİN VOLKAN İZMA TÜRLERI İLE ILIŞ KISI 31 JEOTERMAL SAHALARDA İGNİMB İRİ T PROBLEMI 31 AKİFER İLE ILGILI H İDROJEOLOJ İK GÖRÜŞ LER 32

Konveksiyon Mekanizmas ı 32 Örtüsü olan akiferlerde s ıcakl ık ve bas ınç 33 Örtüsü olmayan akiferlerde s ı cakl ık ve bas ınç 34

Akifer Geçirimliliğ inin Rolü 34 Örtü Kayaç ile Ilgili Hidrojeolojik Görü ş ler 35

HİDROJEOKİMYASAL ARAMA YÖNTEMLERI 36 38

JEOTERMAL KAYNAKLARIN ÖZELLIKLERI 38 Hidrotermal Konveksiyon Sistemleri 39 S ı cak - Su Sistemi 43 Buhar Bask ın Sistemler 46

B İR JEOTERMAL SAHANIN H İDROJEOKİMYA İLE YORUMLAMASI 50 JEOTERMAL AKI Ş KANIN SICAKLIĞ INA GÖRE KULLANIM AL ANLARI 50

Elektrik Üretiminde Kullan ım 50 Is ıtmada Kullan ı m Endüstri Kollar ındaki Uygulamalar 53 Kimyasal Uygulamalar 53

SORUNLAR 53 Kabuklaşma 55 Korozyon 55 Is ı Kayb ı 56

JEOTERMAL AKIŞ KANLARIN ÇEVRESEL ETKILERI 56 KIRLILIK KAYNAKLARI 58 ÇEVRESEL Kİ RLİLİKLER 58

Kimyasal Kirlilik 58 Termal Kirlilik 59 Yere ve Araziye yap ı lan Zarar 60

KAYNAKLAR

ii

GİRİ Ş

Jeotermal Enerji, arz kabu ğu içinde bulunan a şı rı ı s ınmış kaya, yüksek

s ı cakl ı k ve bas ınçtaki su ile bunlardan türeyen buhar veya buhar ve gaz gibi tüm

maddelerin olu şturduğu enerjidir.

Bu aşı rı s ı cak ak ış kan, çevresindeki yeralt ı sular ı na göre daha çok erimi ş

mineral, türlü tuz ve gazlar ı içerir. Bu enerji sondajlarla yeryüzüne s ı cak su, buhar

+ s ı cak su veya kuru buhar ş eklinde ç ıkabilir. Bir bölgede a şı rı ı s ınmış kaya söz

konusu ise bu ku ş ağ a sondaj lar yap ı larak enjekte edilecek so ğuk sudan da aşı rı

s ıcak su veya buhar elde edilebilir. Elde edilen bu kuru buhar veya s ıcak su +

buhar karışı mından elektrik üretimi, tar ım, mekan ı s ı tmac ı l ığı , sportif tesisler,

türlü endüstri kollar ı vb de yararlan ı l ır. Yeralt ında ı s ı tı cmın bulunduğu uygun

jeolojik yap ı larda yüksek bas ınçta ( 5_ 25 atmosfer) ve 250 °C — 300 °C kadar

yüksek s ı cakl ıkta, çok uygun ko şullarda bu ak ış kana rastlanabilir.

TARİHÇE

Jeotermal enerjiden insanlar 20. Yüzy ı l ın ikinci yar ı s ından itibaren giderek

yayg ınlaş an tarzda yararlanmaktad ı r. 1827'de İtalya'da, do ğal s ı cak su kayna ğı

borik asit eldesinde kullan ı lmış tı r.

1904'te G.Conti İtalya'da Larderello'da do ğal buhardan ilk elektrik

üretimini gerçekle ş tirmi ş tir. Bugün burada 100 den fazla sondajdan y ı lda yaklaşı k

26 milyon ton buhar elde edilip elektrik üretilmektedir. 1930'da İ zlanda'n ı n

Reykjavik kentini ı sıtmak için do ğ al s ı cak su kullan ı lmaya ba ş lanmış tır. 1949'da

Yeni Zelanda'da Wairakei sahas ında, 1960'da Amerika'da, 1961'de Meksika'da,

1966'da Japonya'da 1975'te Izlanda'da jeotermal enerji elektrik üretiminde

kullanı lmaya baş lanmış tır.

1

TÜRKİ YE'DE JEOTERMAL ENERJININ TARİ HÇESİ

Ülkemizde genç tektonik hatlar boyunca ve volkanik ku ş aklarda olu ş muş

650 dolay ı nda s ı cak ve mineralli su kaynağı ve kaynak alan ı vard ı r. Genç tektonik

olaylar grabenlerin olu ş mas ına neden olmu ş tur. S ı cakl ığı 40 °C'in üzerinde

jeotermal ak ış kan olarak yararlanabilecek 140'tan fazla alan bulunur. Jeotermal

potansiyelin önemli bir bölümü genç tektonik hareketlerin ve buna ba ğ l ı olarak

faaliyete geçen volkanizman ı n yayg ın olduğ u Ege Bölgesindedir.

Türkiye, jeotermal enerji için birer potansiyel olu ş turan dünyadaki genç

tektonik hatlar ve volkanizma ku ş aklar ı ndan Alp — Himalaya ku ş ağı na dahildir

( Ş ek.1). Türkiye'nin neotektonik bölgeleri incelendi ğ inde, bunlardan en iyi

tan ınan' şüphesiz, yerbilimleri ve jeotermal enerji konusunda say ı s ı z

araş t ı rmalar ı n yap ı ld ığı Bat ı Anadolu grabenler bölgesidir. Bu bölgede 15-20

milyon y ı ldan beri süren Ege'nin neotektonik evrimi içinde, tansiyon

kuvvetlerinin etkisi ile do ğu — bat ı yönlü grabenler ve ikincil normal faylar

oluş muş , bunun sonucu kuzey — güney yönünde en az % 30 yatay uzama

göstermi ş tir ( Ş engör, 1978). Bu grabenlerin en önemlileri Büyük ve Küçük

Menderes ile Gediz grabenleridir ( Ş ek.2, Ş ek.3).

S ı cak ve mineralli sular ın envanter ve tahlil çal ış malar ı na MTA'da

Çağ lar tarafı ndan 1946 y ı l ında baş lanm ış ve 1950 y ı l ı nda tamamlanm ış t ı r.

Kendisine kimyagerlerden Abdullah Ungan ve Cavide Alpar yard ımc ı olmuş lard ı r.

Kaynaklar ı n tahlil sonuçlar ı MTA tarafı ndan 4 fasikül olarak yay ı nlanm ış t ı r.

Bu çal ış madan önce Bursa Çekirge kapl ı calar ı nı n en önemli kaynaklar ı

olan Vakı fbahçe ve Bademlibahçe kaynak sular ı 1891 ve 1926 y ı lları nda frans ı z

Lepappe, Bardet ve Geslin taraf ı ndan tahlil edilmi ş tir.

2

Pasifik Levhas ı

Avrasya Levhas ı Avrasya Levhas ı W4 lardocol ıo•Trasale. AM/I71

Tarte Alt ına • Goma Canı°, F ıewe ı

Vs* Gorsors • Vollas Caldsra

Pouthellı s

Yuı lı no-Kur ı lsk

=5/:: 9" Onlhobs

Coss1 ',soona' Val

Cam) N ı ., Ololı • Hot/1w an ı

Vonotısting l'unnı n /Tak. •

11~ los BaSos •Mr=l Tisıı

— • .■

Tongonan

Afrika Levhas ı İİİİ

2 ıı nd Nfirasa lles

lar lan 71.0

Ist ıon los N ısorZık.

los As ır, rss Asuachapan Mo ınolonı bo S Jac ı nlo D

Naska •

Oilı nt ı a garosh Ka ınojeng No%

Hindistan Levhas ı Puchuldisa Sur ıri

El %I

Levhas ı

- — ffl ıt(4.:Zoı ll 71111"

Pols. Va 11*s •

Sac SA ıvuol

Nossı na Kase/lav

~rake. Bocı aalanOs

2 •

Antartika Levhas ı /

Amerika Levhas ı

Ş ek. 1. Temel jeotermal sistemlerin bölgesel da ğı l ı m ı ve litosferik levhalar. (1 ve 2); yüksek sicakl ı ktaki jeotermal sahalar, (1); 10 y ı ldan daha fazla bir zamand ı r üretimde olanlar, (3); da ğı lan s ı rtlar, k ı tasal rift ku ş aklar ı ve transform faylar, (4); dalma batma ku şaklar ı

• \\\\\\\\\'' \\ ‘\-\ \\ \\\-\\-\\\\\ AVRASYA LEVHAS1

KARA DEN İ Z Samsun

Manyas ar

Grabeni -Afyon Grabeni ind ı rgi

Kula Sir" "2 Graben üdai Kona

enderes rabeni

KivIdere Germencik

ARAP LEVHASI

Üst tersiyer- Genç volkanik kayalar

Ana levhalar

Ş ek.2- Türkiye Neotektoni ğ i

Ş ek.3- Do ğu Akdeniz Bölgesinin Tektonik Yap ı s ı (1-Avrasya plakas ı 2- Afrika plakas ı 3- Iran plakas ı 4-Güney Hazar plakas ı 5-Anadolu plakas ı 6- Ege plakas ı 7-Karadeniz plakas ı )

4

1930 — 1946 aras ında K.Ö. Çağ lar ve A. Ungan baz ı münferit su tahlilleri

yapmış lard ır.

S ıcak ve mineralli sular ın daha sonraki kapsaml ı tahlilleri ve t ı bbi

değ erlendirmeleri 1968 — 1975 y ı lları aras ında İ . Ü. T ıp Fakültesi Hidro-

Klimatoloji kürsüsünden O. Yenal, N. Usman ve L. Bilecen taraf ı ndan yap ı larak

bulgular ı 5 cilt olarak yay ınlanmış tı r.

Yurdumuzda jeotermal enerji amaçl ı ilk kuyu 1963 y ı l ı nda İzmir —

Balçova'da aç ı lmış , 40 m. derinlikteki kuyudan 124 °C s ı cakl ıkta su ve buhar

kar ışı mı akış kan elde edilmi ş tir. İ lk jeotermal uygulama 1965'te Bal ıkesir —

Gönen Park Otelin, kaynaktan al ınan s ı cak suyun kullan ı larak ı s ı t ı lmas ı ile

baş lamış tı r.

1968 yı lında jeotermal ak ış kan amaçl ı ilk derin kuyu Denizli —

Kı zı ldere'de aç ı lmış tır. Bu, 449 m derinlikte ve 180 °C — 200°C kuyu dibi s ı cakl ığı

olan kuyudan % 65 buhar, % 35 s ı cak su elde edilmi ş tir. Burada, 1974'te 0,5 Mwe

kapasiteli elektrik üretecek pilot santral kurulmu ş tur. 1984'te bu santral TEK

tarafından 20,4 Mwe kapasiteye ç ıkar ı lmış tır. K ızı ldere dışı nda, MTA da özellikle

1982'den sonra h ız verilen jeotermal enerji arama çal ış malar ı ile çoğu Bat ı

Anadolu'da olan pek çok saha ke ş fedilmi ş tir. Bunlardan elektrik üretimine uygun

alanlarla, aç ı lan kuyular ın kuyu dibi s ı cakl ı klar ı aş ağı dad ır. Bu alanlarda jeotermal

merkezi ı s ı tma da planlanm ış tı r:

Aydın — Germencik (200 °C —232°C)

Çanakkale — Tuzla (173 °C)

Aydın — Salavatl ı (171 °C)

Kütahya — S imav (162°C)

Manisa — Salihli (155 °C)

İzmir — Seferihisar (153 °C)

5

1998'de K ı z ı ldere üretim sahas ı nda yap ı lan 2167 m derinlikteki sondajdan

kuyu dibi s ı cakl ığı 245 °C dolay ında olan ak ış kan elde edilmi ş tir. Bu kuyu,

ülkemizde kuyu dibi s ı cakl ığı en yüksek olan jeotermal enerji üretim kuyusudur,

Ülkemizde son y ı llarda i ş letmeye al ı nmış jeotermal merkezi ı s ı tma

sistemleri kapasitesi 160 MWt (Megavattermal), in şaat halinde 121 MWt,

fizibilitesi tamamlanm ış projeler ise 550 MWt gücündedir. MTA'n ı n bugüne

kadar yapt ığı s ı cak akış kan üretilen sondaj kuyular ı n ı n, s ı cak kaynaklarla beraber

potansiyel ı s ı tma kapasitesi 1000 MWt'in üzerine ç ı kmaktad ır. Yani Türkiye

potansiyelinin yakla şı k % 95'i merkezi jeotermal ı s ı tmaya uygun jeotermal

sahalardan olu ş maktad ı r. Bu potansiyel kullan ı hrsa yerle ş im bölgelerinin %30 -

°/035'i jeotermal merkezi ı s ı tma ile ı s ı t ı labilir olacakt ı r. Ülkemizde ş u anda

Gönen, S ındırg ı , Simav, Çe şme, Balçova, Dikili, Salihli, Sand ıkl ı , Afyon,

Kı zı lcahamam, K ı rş ehir, Kozakl ı ve diğ er baz ı iller ile Gediz, Rize-Ayder, Havza,

Sivas-S ı cak Çermik, Afyon-Oruço ğ lu, Simav-Eynal ve di ğ er baz ı kapl ıca ve

termal tesislerinde jeotermal merkezi ı s ı tma sistemleri tamamlanm ış veya inş aat

halindedir.

6

JEOTERMAL ENERJI KU Ş AKLAR!

Dünyadaki genç volkanik hatlar ve volkanizma ku ş aklar ı jeotermal enerji

için birer potansiyel alan olu ştururlar (Sek.1). Bunlardan önemlileri :

1- Batı Pasifik ku ş ağı : Kamçatka, Japonya, Yeni Zelanda, vb do ğu ve

güneydo ğu Asya ülkelerini kapsamaktad ı r.

2- And Volkanik ku ş ağı : Alaska, Kanada ve USA bat ı sı , Meksika,

Ekvator, Peru, Ş ili vb kapsar.

3- Alp —Himalaya ku ş ağı : İ talya, Yunanistan,Türkiye, Iran, Tibet, Çin vb

kapsar.

4- Doğu Afrika Rift Sistemi: Aktif volkanizma olan bu ku ş ak Zambia,

Tanzanya, Kenya, Etiyopya vb kapsar.

5- Atlantik Ortas ı S ırtında: Izlanda, Asor, Ascension, St. Helen adalar ı

vb kapsar.

7

JEOTERMAL ENERJININ DI ĞER ENERJI TÜRLER İ NE

ÜSTÜNLÜKLERİ

1- Jeotermal enerji, hidrolik, güne ş , rüzgar vb gibi tükenmez enerji

kaynaklar ındand ır. Tükenirlikleri kesin olan kömür, petrol, do ğ al gaz, bitümlü

ş ist, nükleer enerji kaynaklar ına göre çok daha uzun ömürlüdür yani tükenmezdir.

2- Diğ er enerji türlerine göre jeotermal enerjinin maliyeti çok daha

ucuzdur.

3- Fosil ve nükleer kaynakl ı enerji üretimlerine oranla yok denecek kadar

az bir ölçüde çevre sorunlar ına neden olmaktad ır (Örne ğ in, kömür yatakl ı

santrallerdeki CO2 at ımı , eski tip jeotermal santrallerdekine oranla 1600 kat daha

fazlad ı r).

4- Jeotermal akış kan, tedavi amaçl ı kullanı ldığı nda içerdi ğ i minerallerle

birçok hastal ık ve organ rahats ı zl ı klar ını n giderilmesinde yararl ı dı r.

5- Elektrik üretimi d ışı ndaki kullanı m alanlar ına uygun ulusal bir teknoloji

geli ş tirilebilir. Ülkemizin yerli enerji kayna ğı olan jeotermal enerji, ithal edilen

petrole olan bağı ml ı l ığı azaltacakt ı r.

6- İ lk saha araş tırmas ı , sondaj lar, üretime geçi ş ve tesislerin kurulma

süresi, di ğ er enerji türlerine oranla daha k ı sad ı r.

7- Jeotermal akış kan ın içerdi ğ i kimyasal maddelerin, uygun tekniklerle

akış kandan al ınmas ı ekonomiye katk ı da sağ layabilmektedir. Bu ş ekilde borik asit,

amonyum bikarbonat, a ğı r su (D20), amonyum sülfat, kuru buz (CO2 buzu) gibi

endüstride kullan ı lan maddeler elde edilmektedir.

8

JEOTERMAL ALANLARIN OLUŞ UM KOŞ ULLARI

Bir jeotermal alan ın olu ş abilmesi için pek çok ş art ın bir araya gelmesi

gerekmektedir. En önemlisi beslenme ve ı sı kaynağı dı r.

Jeotermal ak ış kamn % 90'dan fazlas ının meteorik kökenli ak ış kanla

beslendiğ i belirlenmi ş tir. Eskiden jeotermal ak ış kan ın çoğunun mağmatik kökenli

jüvenil sular oldu ğu kabul ediliyordu. Yeryüzünden derinlere do ğ ru s ı zan sular bir

s ı cak su akiferine ula ş arak üstündeki geçirimsiz tavan nedeniyle derinlerden gelen

ı s ı ak ı s ı ile daha çok ı s ınmaktad ır. Derinlerden, buhar, gaz gibi dü ş ük

yoğunluktaki maddeler de k ı rıklar boyunca gelebilir. Jeotermal alan olu şumu için

aş ağı daki ko şulların bir araya gelmesi gereklidir (Sek.4)

1- Genç post-orojenik bir sübsidans ku şağı . Miyosen, Pliyosen veya

sonras ında oluşmal ı dı r.

2- Büyük ve genç bir mağmatik etkinlik ile asidik karakterde intrüzif bir

sokulumun varlığı ve bunun yeryüzünde küçük belirtileri.

3- Anatektik bir ma ğmadan oluşmuş ignimbiritik ürünün varl ığı .

4- Yüzeyde görülmeyen, ancak derinlerdeki varl ıkları jeolojik, jeofizik ve

jeosismik yöntemlerle anla şı labilen küçük intrüzif kütlelerin varl ığı .

5- Gözenekli sedimanter bir seri (kumta şı , kireçtaşı vb) ile bunun üzerinde

geçirimsiz bir örtünün varl ığı (marn, kil vb).

6- S ı cak su kaynaklar ı , fümeroller (CO2 ve H2S'li su buhar ı ç ı karan

volkanizma sonras ı 1. evre), yüzeyde ve derinlerde yüksek ı s ı anomalilerinin

varl ığı .

9

B İ R JEOTERMAL ALAN MODELI

VOLK AN İ ZMA

JEOTERMAL ALANLARDAKI TÜRLERI FAALIYET OLASI

KOT 05»•

2000

e t d, YÜZEYI

e ı BAs ı Nc d4 1000 C3 d,

DO Ğ AL BELIRTILER

d, : Fielonnayaa sıcak sa ıcren sondaj :ulus• d, fıalorarak :s ıcak sa + buhar veren sondaj kayeau dj : 'ask ı nı n Sıcak ıa + bahar veren sada/ kuyusu k : F ıslotnn buhar veren sondaj kuyusu t : Pay ve çatlak boyı nea fOratrol tı Maı cl, : İ kincil sıcak ss altiferindea krmdi basuı e y0=rwiae atama

su veren sondaj koyan

<-2000)

I (

(-3000)

(-4000)

-S000)

(-6000)

SI Ğ AKLIK- °C

O 200 400 600

AKIFERLER ve SONDAJLA R

Kayoamı • ı et baş lmos soktun

• : Bastach sıcak sa akiferi b : Iklacil İlıcak su •kifert

t ı : Sıcak ta kaynat ı cj Esas ve ikiecti akiferdea beslenen

sıcak la kaytt•ts

eı Sıcak su kayna ğı

■ t•m— I Saf suyun t 1

kayma:na referans

>.• ş eğ risi

ı-ı 3 t Z

•%, r

▪

d F 'fk

2:Adam/Ey. 5 /bıalcamı edem be.alnea)

▪

\ dotro ı tcakht profiti

Jeotermal sistemde İ lıcak sa modeli (Wiı ite -1923)

Pr•Dr. CANEK

Ş ek.4- Jeotermal alan modeli

BESLENME

JEOTERMAL ALAN MODELLERI

1- S ı cak Su, Sulu Buhar, Kuru Buhar Ku ş aklar' ve Modelleri :

Serbest akiferler atmosfer bas ınc ı ile denge halinde oldu ğundan buralardan

100°C' ın üzerinde s ı cakl ıkl ı bir ak ış kan beklenemez. Jeotermal ak ış kanın

meteorik kökenli oluşu, bir beslenme alan ını n varlığı nı gerektirmektedir (Bas ınçl ı

akiferler gibi). Alt ve üstten geçirimsiz tabaka ile s ınırlı böyle bir ortamda şekil

4'deki modele göre 200 °C s ı cakl ık buhar olu ş turmuş tur. Burada, s ı cak kaynak,

fümerol gibi yüzey belirtilerini ve hangi ko şullarda kuru buhar, hangi ko ş ulda sulu

buhar ç ıkacağı veya hiçbir ç ı kışı n olmayacağı nı aç ıklamak mümkündür ( Ş ek.4,

Ş ek.5).

Ş ekil 4 te d3 sondaj ında kuyu ba şı düzeyi, s ıcak su akiferinin bas ınç

yüzeyinin alt ında, kuyu taban ı akiferde s ıvı fazda ak ış kana inmi ş se kuyudan

fış kıran s ı cak su + buhar kar ışı mı elde edilir.

di sondaj ında kuyu ba şı , bas ınç yüzeyinin üzerinde ve kuyu taban ı da

buhar şapkas ı bulunmayan bir akifere inmi ş se, kuyudan fış kırmayan artezyen suyu

elde edilir. Kuyuda su, bas ı nç yüzeyine kadar yükselir.

Tepedeki d2 sondaj ında kuyu ba şı , bas ı nç yüzeyinin üzerinde, kuyu taban ı

s ı v ı fazın içine girerse, gaz bas ı nc ı ndan dolay ı baş lang ı çta fış k ırma gözlenir.

Sonra akış kan geli ş i biter. Akiferde bas ınç oluş turacak yeni gaz birikimi olursa

fış kırma belirli aral ı klarla tekrarlar.

k kuyusunda, kuyu ba şı hangi topografik düzeyde olursa olsun, kuyu taban ı

buhar şapkas ını n içerisinde kal ırsa fış kıran kuru buhar elde edilir.

11

S ı cak ve min.kaynak

(m)

0

Buhar \ ıı

Buhar +Su

\ i/

_ _6 r _t

1000

Temel kaya

7-15km

"v iı-

r--ı j 4A-4-1

ı\ı "

+ + + + Ma ğ ma ( ı s ı kayn a ğı )

Ş ek.5- Jeotermal alan modeli

Ş ekil 6 daki s ı cakl ı k — derinlik (veya bas ınç) eğrisi; akiferin belirli bir

noktas ı ndaki bas ı nç ve s ı cakl ık bilindiğ ine göre suyun o noktada buhar veya s ı v ı

fazında olup olmad ığı n ı n belirlenmesine yarar. Eğ ri, her bas ınç için suyun hangi

sı cakl ıkta kaynad ığı nı gösterir. Su, buhar faz ına geçtikten sonra ı sıtı lmaya devam

edilecek olursa, buhar faz ında s ı cakl ığı yükselmeye devam eder. Böylece a ş m

ı sınmış buhar olu şur. Bas ınç s ı cakl ı k eğ risi ile s ı cakl ık ekseni aras ında akış kan

buhar faz ı nda, bas ınç ekseni ile aras ında s ıvı faz ında bulunur. Her 10 m' lik su

sütununun 1 kg/cm2 bas ınç yaptığı göz önüne al ınarak, grafikten bas ınç değ erleri

de hesaplanabilir.

12

Der

inli

k ( b

in f

t)

20

10

o

5

s

Temperatür (°C) o 200 400 600

Yüzeyde 10 °C

:ba ş lang ı c ı

I cv

_ dü ş ük kayalar - -

Ğ eçirimli

4

5

—\ j 6 —

/i\\ I

7

•

I / • \\

2

3

O 400 800 1200

Temperatür (°F)

Ş ek. 6: S ıcak sulu bir jeotermal sistemin modeli. 1 nolu e ğ ri saf suyun kaynama noktas ı için referans e ğ risidir. 2 nolu e ğ ri ise A noktas ındaki beslenmeden E noktas ındaki bo şal ı ma doğ ru tipik bir sirkülasyon yolu boyunca ı s ı profilini gösterir ( White, 1973 ) •

Kızgın Kuru Kaya Modeli

Nisbeten sığ sayı labilecek bir derinlikte (— 6-8 km) yer alan, henüz

soğumamış mağma ceplerinden 3000 - 4000 m derinlikte bulunan çok dü şük

poroziteli granitik veya sedimanter bir ortama kondüksiyon yoluyla yüksek ı sı

potansiyeli ula şı r. Bu potansiyelin yeryüzüne aktar ımı için, birbirine çok yak ı n

aç ı lacak 3000 - 4000 m derinlikteki kuyulardan bir tanesinden so ğ uk su

enjeksiyonu yap ı l ır. Diğer kuyudan s ı cak su + buhar karışı mı fış kı ran akış kan elde

edilir. Kuyu taban ında yapay gözeneklilik ve geçirimlilik, bu k ı zgın kuru kayan ı n

nükleer veya klasik patlay ı c ı larla patlat ı lmas ı ile sağ lanı r (Ş ek.7).

13

KONDÜKSIYON

So ğ uk su

S ı cak su + buhar

Derintik (m)

O

GEÇ İ RIMS İ Z ÖRTÜ

kat'laç + Sed\ nxe~

r

-~11 111.111.1 1-+

N411W11.11.111~

KONDÜKS İ YON

+ "4" + + +

+ +

•

+ + + +

-t- + +

2000

4000

6000-

Granit

8000 - + MA Ğ MA (IS! KAY NA Ğ I)

Ş ek.7- K ı zg ı n kuru kayalardan s ı cak akış kan eldesi ( Ş ematik)

JEOTERMAL ALAN 1VIODELLER İ NE ILIŞ KIN KRITERLER

a- Volkanolojik Belirtiler: Henüz soğuma aş amas ı nı tamamlamam ış

bulunan, ayr ı ca aşı rı asit bile ş imli ve aşı rı eksplozif tipte yani normal kraterlerden

değ il, çatlak ve faylardan püskürmü ş , volkanik etkinliklerle ignimbirit ve carns ı

kül oluşuklarına yol açm ış olan mağma ceplerinin, jeolojik ve jeofı zik yöntemlerle

saptanmas ı , büyük buhar rezervlerinin ara ş t ı rı lmasında ilk ve en önemli etkinlik

aş amas ını oluş turur ( Ş ek.8).

14

yagıs

INF INNITAIII•011011•1111•1111 ıı i• ı apıtINIMI 11010•101•11

..„

,,yag ıs sıcak ve mineralli su kaynagi

S'a17.344~,effillkiel 11-11 I 1' fi4W Efirk

onu. t ıor rt ır ı.r

PIVA49 410%wrOg :ffırjr%

111 1111 I UMM ~ak aliet:

141011111111 C& "1":44. 1""'"Ijr■: MUM. s'!".41:: Wall alı 'AR ~Mil IIIIWWMIIMIPM • 1110.1101 ı"

lav

sıcak ve mineralli su kaynaklari

rir±iN

remir~:~*- WiN.8 allir 40.1""t ıı mı"Im ıs~raiıiıral541klısı

efirm ıl IMMO" 111011~11101:111 MM

ikap •10/1 Ini All•Imalla

Ji/14 111•11•1011111•11 MI MM 811•41•1110~ S ı - .1.1.1.■•ş rp: ii•r■= rı: :15":". "%ir:As:ili': ;Mil" p...

.0, "h". ıı".". ı ı ıo "~,......mo, .....mm ısıı".."- ""•11111•11•7/109.11111~ Ni• • MM- mıllior MINI. Vıiı Mil I•1 •• Iıiıima al NO MS ı ler Ima«.

• 00,,,: ~4~01 -..1~ dr ..4ıııııı mı l ıF ı , .i ı Vı -0 .4 'Il* ı gil,••■ •••••11001•17 , loglıemifflımi r sı• t 01110~10 Wı lleMPI~71•14•WPG -.111~1•1110,1•II• Mi IM

0MO» IIII•1111•1011r. ılINIIII, .11 AMINO., ıtgı sııiK~lor, 0~ "..... 411111111~1111•101Ol MIII f illiel 111.11 I

11•11011111111. 4814itle24%.111.0 Z

ON •• d -d

+ 4 + + 4 4 -d -d

+ + + + d 4 * 4,

4 k + Aakoi ıt. t 4 4

4 (isk.kaynagi) 4 4 4. t

4 + Y .4 + 4. 4 I. +

/- 4 4 4{ 4. 4 4 4 4 a * .4 4,

4 4, 1 I 4 4 + t t t + 4 + + + 4 4 4

P d d 4 d + d d 4 + + -d 4 .4 d d 4 + 1 d

d 4 4+ d d 1 d 4. 4, Y 4 A 4. 4. 4

d 4 4 4. 4. 4 4 4. 4, * 4 * 4

4 + +

ils

+ bak) +

d d 4 t 4 4- d d 4 * + + +‘ 4

r + 4 4

o

+ 9 ' 4 + + + + + + + + + + + + skt

+ d 4 + + 4 4 4 4 d a d 4 4 4 d + + d + d- d + d 4. + .4 4. + .4 .4 4 4 * d 4 4 4, 4 4

4444 dd d t 44 5-44 4 d d + 4 44 4 d, 4+4+444+dd++++ 4 + +

Ş ek.8- K ı z ı lcahamam dolay ında volkanizma ürünleri ile s ı cak ve mineralli kaynaklar ı n oluşumu

b- Konveksiyon Akımlarıyla Is ı Transfer!: Is ı kaynağı nı oluş turan ve

soğuma aş amas ında bulunan böyle bir kütlenin ı sısı , kondüksiyon yolu ile

akiferdeki meteorik suya iletilir. E ğ er akifere gelen ı s ı yeteri derecede yüksek ve

kayac ın geçirimliliğ i de büyük ise akifer içindeki su, konveksiyon yolu ile

harekete geçer. Konveksiyon sistemi, akifer tabakan ı n bütün kahnl ığı nca, üniform

bir s ı cakl ık dağı l ı mı sağ lamaya çal ışı r. Akiferin üzerindeki geçirimsiz örtü

tabakas ında ise, s ı cakl ık yay ı l ımının mekanizmas ı yine kondüksiyondur. Ancak

böyle geçirimsiz ortamlardaki s ı cakl ık dağı l ımı "Üniform olmay ıp", s ı cakl ık

gradyan ı , alttaki akiferin gradyan ından çok daha yüksektir ( Ş ek.9). Çünkü akiferde

konveksiyon nedeni ile ı sı sabit, üstte ı s ı yayı l ımı kondüksiyonla olduğundan

yukar ıya doğ ru azal ı r.

t -d 4. d 4 +4 + d d 4+ 4 +d 1.

+ d .4 + d + 4

15

Konveksiyon hücresinin tepesi

I o

A

%

\?J..19

Konveksiyon hücresinin Jg tabani

S ı cakl ı k m S ı cakl ı k 0

3000 —

9000

Jg: Farkl ı ortamlarda jeotermal gradyan

6000 —

Ş ek.9- Kondüksiyon ve konveksiyona ba ğ l ı s ı cakl ı k / derinlik ili şkisi

e- Beklenen Akış kan ın Fiziki Durumu: Genel bir kural olarak, e ğ er bir

akiferin üzerindeki örtü kayac ı nda s ı cakl ık gradyan ı yüksek ise ve bunun yanı s ıra

akiferin geçirimliliğ i fazla yüksek de ğ ilse, bu akifer kuru buhar verir. Bu tip

sahalarda fümeroller ve asit karakterli sülfatl ı kaynaklar karakteristiktir. Bu

kaynaklardan gelen termal sulann klorür konsantrasyonlan ise çok dü şüktür.

Buna kar şı n, sı cak su ile buhar ı ayni zamanda beraberce verebilecek bir

akifer ise, yüzey belirtilerindeki klorür konsantrasyonunun yüksekli ğ i ile

tan ı nabilir.

Eğ er sondaj taban ı düzeyindeki s ı cakl ı k, hidrostatik bas ı nca maruz olan

suyun kaynama noktas ı nın alt ında ise böyle bir akiferden kuru buhar

beklenmemelidir.

16

Bazen, baş lang ıçta doygun sulu buhar veren bir akifer, belli bir süre sonra

yalnı zca kuru buhar veren bir akifer haline dönü şebilir. Bunun nedeni ise, çok

uzun süreler sondajla çekilmi ş olan jeotermal ak ış kanlar ın, akifer içerisindeki

bas ınc ı biraz düşürmesi ayr ı ca, konveksiyon ak ı mlar ı nın hı zlanmas ı ve bunun

sonucunda da s ı cakl ığı n zamanla yava ş yavaş yükselerek kaynama noktas ına

eri şmesine neden olmuş olmalar ı dı r.

d- Tektonik ve Hidrojeolojik Ko ş ullar

Grabenlerde yer alan akifer genellikle derin ve dolay ı s ıyla da hidrostatik

bas ınçlar ı yüksek olduğundan, suyun s ıcaklığı çoğu kez, bu yüksek bas ınca

karşı l ık gelen kaynama noktas ına eri şmez. Oysa, horstlar içindeki bir akiferin ayn ı

değ erdeki s ıcaklığı , bu düzeylerdeki hidrostatik bas ınc ın düşük olmas ı nedeniyle,

çoğu kez kaynama noktas ına eri şmi ş bulunur ( Ş ek.4 ve Ş ek.5).

O halde jeotermal bir sahan ı n modeli, esas itibariyle so ğumakta olan bir

mağmatik kütleden kondüksiyonla yay ı lan ı s ı ile s ı cakl ığı yükselmi ş , gözenekli,

geçirimli ve k ırıklı bir yap ı sunan konveksiyon ak ı ml ı bir akiferdir. Bu tan ı ma

göre bir jeotermal potansiyelin ara ş tı rı lmas ında hedef gözenekli akiferlerin,

geçirimsiz örtü formasyonunun ve ı s ı tı c ı ko şullar ı nı n tümüyle var oldu ğ u

kuş akların saptanmas ıdır.

17

JEOTERMAL ALANLARDA YÜZEY BELIRTILERI

Jeotermal alanlardaki yüzey belirtilerinin ba ş lıcalar ı dokanak kaynaklar ı ,

buhar kaçaklar ı veya fümeroller, çamur volkanlar ı , hidrotermal alterasyonlar ile

traverten, silis, civa, borat, limonit vb genç çökelimlerdir.

Topoğ rafik yüksekliğ i ne olursa olsun, buhar ş apkas ı bulunan ko şullardaki

bir akifer ile bağ lantı lı çatlak veya faylardan, buhar kaçaklar ı yani fümeroller

olu ş ur.

Topoğ rafik yükseklikleri bas ınç yüzeyinin alt ı nda kalan yerlerde, yüksek

s ı cakl ıkl ı akiferlerle bağ lantı l ı olan çatlak veya faylardan, s ıcak veya çok s ı cak

kaynaklar olu şur. Bunlar ın baş l ı ca tipleri :

Dokanak Kaynakları

Yüzeyde mostra veren s ı cak bir akifer ile, geçirimsiz bir taban formasyonu

dokanağı ndaki kaynaklard ır. Bu tür s ı cak su kaynaklar ı genellikle çevredeki so ğuk

kaynak veya yüzey sular ından daha tuzludurlar. Çünkü s ı cak sular yükselme

aş amas ı nda kayaçlar ı daha kolayl ıkla etkileyebilmekte ve eritebilmektedir. Klor

konsantrasyonu yüksek olan s ı cak sular ın geldikleri akiferlerden buhar

beklenmemelidir.

Buhar Kaçaklar ı veya Fümeroller

Bir akifer üzerindeki yeterince kal ın bir örtü, konveksiyon ak ı mları nı n

yüzeye eri şmesini engelliyor, fakat yüzeye kadar eri ş en bir fay, t ıpk ı bir sondaj

gibi akifer ile bağ lant ı kuruyorsa ve akiferin suyu da 100 °C' ı n üzerinde bir

s ı caklığ a sahipse, fay ın suya girdiğ i yerde buharlaşma olur ( Ş ek.4). Çünkü bu

düzeyde bas ı nç, 1 atrnosferik bas ı nç ile denge durumuna gelir. Buhar yüzeysel

tabakalar ın düzeyine kadar yükselerek orada yo ğunlaş abilir. Bu nedenle bu tür

18

sular ı n tuz konsantrasyonlar ı düşük, gaz ve uçucu eleman oranlar ı yüksek olur.

Özellikle Bor ve Amonyum (NH4) anormal derecede yo ğundur. Dolay ı s ıyla bu iki

elemanca zengin kaynaklar ın bulunduğu havzalarda buhar faz ında jeotermal

akış kan bulma olas ı lığı çok kuvvetlidir (Italya'daki Larderello ve Kaliforniya'daki

The Geysers sahalar ı buna tipik örneklerdir).

Geyzer Olay ın ın Mekanizmas ı

Geyzerler, yukar ıda da belirtildiğ i olduğu üzere kaçak tipindeki

kaynaklardand ır. Ancak Frans ı z jeologu Jean Goguel'e göre geyserlerin baz ı lar ı ,

yeryüzüne eri şen buhar ak ımlar ı değ illerdir. Bu tip geyzerler, derinlerde kritik

ko şullara eri ş ilmemiş olmas ına rağmen, bir konveksiyon ak ım ından doğ abilen

s ıcak su ak ımı dırlar. Eğer suyun s ı cakl ığı 100 °C' ın üzerinde ise atmosfere

eri şmeden az önce k ı smen buharla ş acakt ır. Örneğ in 135 °C'l ık bir su, 20 m

derinlikten itibaren kaynamaya ba ş lar ve yeryüzüne ç ıktığı nda ağı rl ığı nın % 93'ü

100 °C' l ık s ıcak su, %7'si yine 100 °C' l ık buhar şeklinde iki ayr ı fiziksel faza

bölünmü ş bulunur. Ancak hacim bak ı m ı ndan bu iki faz ı birbirine oranlarsak, s ı vı

faz ı n hacmi gaz faz ı hacminin 130'da biridir (Pasvano ğ lu, 1998).

Bu gaz faz ı , sı vı faz ın bir k ı sm ını "emülsiyone" ederek onu oldukça

hafifletir. Böylelikle belli bir derinlikte bas ınc ın düşmesine neden olur; bas ı nc ı n

düşmesi de kaynamay ı kolaylaş tırı r. Ş u halde kaynama olay ı gitgide daha derinlere

doğ ru yay ı lacakt ır. Geyzer tipi kaynaklar bu nedenle büyük gürültü ç ıkarmaktad ı r.

Zamanla geyzer kayna ğı nın ağ z ı 100 °C'l ık artık (=rezidüel) su ile dolaca ğı ndan

fış kırma kesilir, kayna ğı n hemen alt ı ndaki su sütunu dereceli (=kademeli) bir

ş ekilde ı sınarak, ayn ı olayı baş latabilecek bir s ı cakl ık düzeyine yükselir.

19

JÜVENİ L ve METEORİK ORIJIN TEORİLERİ

Jeotermal bir saha ya sadece s ı cak su, yada sadece kuru buhar verebilecek

bir saha olabildi ğ i gibi, genellikle bu iki ürünün karışı mı demek olan sulu buhar

verebilecek bir saha da olabilir.

Bu hallerin her üçünde de ortak olan bir husus, içsel bir ı s ı kaynağı n ı n yani

soğuma halindeki bir mağma kupolünün varl ığı n ın ilk ko ş ul olduğudur (Kupol :

Büyüğü genelde yak ın alt tarafta bulunan, bir tek pluton kayas ı cinsidir).

Orijin teorileri aras ında beliren farklar, bir yandan bu ı s ı enerjisinin

yukar ı ya iletilme mekanizmas ı ile, diğ er taraftan da suyun kökeni ile ilgilidir.

a) Jüvenil Köken: Jeotermal ak ış kamn kökeni ile ilgili ilk teori Lotti

tarafından ortaya at ı lmış olup, özetle şu şekildedir ( Ş ek.10):

Granitik bir mağma belli bir miktar su içerir; böyle bir entrüzif kütle

soğuma, yani kristalle şme aş amas ı nda bu suyu terk etmek zorundad ı r. Ortam ı terk

eden bu su derin fay kanallar ı ile çökel kayalar içerisine girip depolan ır, k ı smen de

kaynaklar yoluyla yeryüzüne ç ıkar. K ısaca Lotti'ye göre jeotermal ak ış kanlar

jüvenil, yani mağmatiktir.

b) Meteorik Köken: Daha sonra jüvenil teorinin yerini "Meteorik Teori"

almış tı r. Bu yeni görü ş ilk defa, modern jeo ş iminin kurucusu Victor Goldschmidt'

in, Florür ve Bor'un ma ğmatik olmayan bir orijine sahip olabilece ğ ini ispat etmesi

ile baş lamış t ı r.

Daha sonra jeolog Jean Goguel, yer alt ı sular ı nın termik rejiminin

magmatiksel izah ını vererek, meteorik teorinin temel prensiplerini ortaya

koymuş tur. Ayni zamanda Franco Tonani taraf ından geli ş tirilen hidrojeo ş imik

20

analizler ile sonuçlar ırım jeolojik yönden yorumlanmas ı , meteorik teoriyi kabul

edilebilir tek teori haline gelmi ştir.

verimli kuyu s ı cak su+buhar

verimsiz az verimli kuyu kuyu

s ı cak kaynak

Ş ek.10- Jüvenil köken teorisi

1956'da termal sular ın izotopik bile ş imleri üzerinde H. Craig tarafından

yapı lan çalış malar da bu teoriyi do ğ rulamış tır. Hidrojeo ş imik ve izotopik

bileş imlerin ortaya ç ıkardığı ortak sonuç, termal sular ı n en az ı ndan % 90 ile % 95

inip kökeninin meteorik olduğudur ( Ş ek.4).

Meteorik teori esas ına göre, Facca ve Tonani taraf ından 1961'de ortaya

konulan, jeotermal sahalann genel ş emas ı ş öyledir:

1- Bir ı s ı kaynağı nın, yani soğuma halindeki derin bir mağman ı n varl ığı ,

2- Bir akifer tabakan ın yani geçirimli bir seri kayac ın varl ığı ,

3- Bir örtü kayac ın, yani geçirimsiz bir seri kayac ın varl ığı .

21

Daha sonra bu sade ş erna Giorgio Marinelli tarafindan geli ş tirilmi ş ve

jeotermal bir alan ın oluş abilmesi için 9. sayffida "Jeotermal alanlar ı n olu ş um

ko ş ullar ı " bölümünde aç ıklanan ko ş ulların bir araya gelmi ş olmas ı görü ş ü ortaya

at ı lm ış ve bu görü ş tüm ilgililerce benimsenmi ş tir.

YERKÜRENIN İ Ç ISISI

Yerkürenin içine do ğ ru s ı cakl ığı n derinlikle artmakta olu ş u eskiden beri

bilinen bir durumdur. Yeryüzünün belirli yerlerine da ğı lmış , yakla şı k 800

civar ında aktif ve yar ı aktif volkan ın, fümerollerin ve çok say ıda s ı cak su

kaynaklar ı nın varl ığı , s ı cakl ığı n, arz ın iç kesimlerinde çok yüksek de ğ erlere

ulaş tığı na i ş aret olmaktad ı r.

Yerkürenin ı s ı bilançosu ile ilgili olarak yap ı lan çal ış malardan yerkürenin

oluş umundan kalma bir fosil ı s ı s ı olsa bile bunun toplam de ğ erinin dü ş ük olacağı ,

dolay ı s ıyla da yerkürenin içinde bir ı s ı oluşumunun gerekti ğ i sonucu ç ı kmaktad ı r.

Bu ı s ı n ı n büyük bir k ı smının mağmatik kayaçlarda küçük oranlarda da olsa

uranyum, toryum ve potasyum-40 gibi radyoaktif maddelerin dezentegrasyonu

sonucu meydana geldi ğ i anla şı lmış bulunmaktad ır. Daha ba ş ka ı s ı olu ş um

ş ekillerinin varl ığı nı n ispat ı için de yoğun çal ış malar yap ı lmaktad ı r.

Jeoloji tarihi boyunca olagelmi ş bütün tektonik olaylar ı n, volkanizma ve

depremlerin enerji kayna ğı nı , yerkürenin içinde var olan enerji olu ş turmu ş tur.

Yerkürenin içinde olu ş an bu enerji sonuçta, ı s ı ak ı s ı ş eklinde yeryüzüne gelmekte

ve radyasyon ş eklinde uzaya yay ı lmaktad ır. Bu ı s ı nın büyüklük ve da ğı l ı m ı n ı n

ölçülüp meydana ç ıkarı lmas ı son yı llarda büyük önem kazan ış t ı r. Böylece, ba ş ta

tektonik bak ı mdan aktif olan deprem ve volkan ku ş aklar ı olmak üzere dünyan ı n

her tarafında ı s ı akı s ı ölçmeleri yap ı lmaya ba ş lanmış tır.

22

YER YÜZEYİ NDEKİ ISI AKISI

1- Jeotermal Gradyan

Yerin ı sı s ının 1 °C artmas ı için inilmesi gerekli derinli ğe denir. Birimi

metredir. Jeotermal gradyan °C / 100 m, °C / km, °F / 100 m, °F / km veya °F /

100' gibi çe ş itli şekillerde de belirlenebilir.

Karalardaki ortalama gradyan 3 °C / 100 m'tir. Bu de ğer, termal sahalarda

önemli ölçüde artar. Örne ğ in Imperial Valley'deki jeotermal gradyan 42 °F/100'

yani 65.4 °C/100 m'dir. Italya'daki Larderello sahas ında ise bu de ğ er 80 °C/100

m'yi bulur.

Jeotermal gradyan, bulunulan yerin jeolojik yap ı s ı ve çökellerin litolojisine

göre değ iş ir. Litolojideki önemli de ğ i ş iklikler kuyuları n gradyan eğ rilerine, eğ im

değ i ş iklikleri ş eklinde yans ı rlar ( Ş ek.9).

2- Is ı Akı s ı "Heat Flow"

Derinlere do ğ ru gidildikçe s ı cakl ığı n artmas ı , yerin iç kesiminden d ışı na

doğ ru bir ı s ı enerjisi yay ı lmas ı demektir ki buna " ı s ı ak ı s ı " denir. Yüzeye gelen ı s ı

oradan atmosfere veya deniz taban ı söz konusu olduğu zaman ise deniz suyuna

geçer.

Isı akı s ı (= Q)'n ı n birimi microcal/cm 2x saniye veya k ı saca HFU (= Heat

Flow Unit) 'tir.

Yeryüzünün (kara ve deniz), ortalama ı sı akı s ı 1,5 ± %10 HFU'dur. Is ı

akı sı 0 ile 3 HFU aras ı nda olan yerler "Normal alanlar", 3 HFU'dan büyük olan

yerler ise "Termal alanlar" olarak adland ırı l ırlar. Karalar ın ortalama ı sı akı s ı ile

23

denizlerin ortalamas ı aras ı nda önemli bir fark yoktur. Buna kar şı n gerek karada,

gerek denizlerde bir yerden di ğerine, yerin jeolojik yap ı s ına bağ l ı olarak ı s ı

ak ı sı nda önemli farkl ı l ıklar görülür. Orta ve dü şük s ı cakl ı ktaki sahalar daha ya ş l ı

volkanizma ve faylar ın etkisi ile olu ş maktad ır. Örneğ in, Prekambriyen ya ş l ı

kalkanlarda ı sı ak ı s ı değeri dü ş ük, Mesozoyik ve Senozoyik ya ş l ı orojenik

alanlarda, volkanik sahalarda, fay ku ş aklarında ve karalardaki grabenlerde 2 — 2,5

HFU gibi oldukça yüksek ı s ı akı s ı değ erleri görülür.

3- Normal Jeotermal Gradyan Alanlar ı

Evrensel olarak ortalama ı s ı ak ı s ı yakla şı k 1,5 p.cal/cm2.s veya 1,5 HFU

(jeotermal ı s ı ak ı s ı birimi) dir. Bu, ortalama yeryüzündeki güne ş enerjisinin

yaklaşı k 1/2000'i olup küçük miktarlarda olmas ına rağmen önemli bir enerjidir.

Ş u andaki amaçlar için, 0,8-2,0 HFU aral ığı nda olan "normal" ı s ı akı s ı gözönüne

al ı nır. Çoğu kayaçlar ın termal iletkenlikleri 4'den 10 gcal/cm 2 .s °C aral ığı nda

değ i şmektedir. Bu limitler içinde, s ı cakl ı klar 8 °C/km'den 50 °C/km'ye artabilir

(Sek.11 A ve B do ğ rular ı ). Ortalama olarakyakla şı k 25 °C/km (C do ğ rusu) veya

biraz daha fazla olabilir. 3 km derinlikte, böyle gradyanlarla, s ı cakl ı lar 24 °C'den

150 °C'ye kadar de ğ i şen ve ortalama 75 °C yüzey s ı cakl ığı na sahiptir.

Çoğu "normal" alanlar ticari jeotermal aramalar ı bak ı m ından cazip

değ ildir veya yak ı n gelecekte ve onlar ı n depolad ığı ı s ı kullan ı labilir kaynak olarak

gözönüne al ınamaz.

Amerika'n ın Gulf Coast alan ında gradyan 45 °C/km ye yükselir veya biraz

daha yüksektir (Sek.11, B e ğ risine yak ın). Böyle alanlar özellikle hali haz ırda

mevcut olan petrol ve gaz kuyular ı nı n bulunduğu yerlerden daha ileri çal ış maları

ve de ğerlendirmeyi gerektiren istisnai jeotermal alanlar ı oluş turabilirler.

24

SICAKLIK ( °C)

50 100 150 200 250 300 350 400

200

400

600

800-

1000-

1200-

1400-

1600-

1800-

2000

DER

INLI

K (

m)

Ş ek.11- Farkl ı ortamlarda s ı cakl ı k / derinlik ili şkisi

4- Yüksek S ıcaklık İ leten Jeotermal Gradyan Alanlar ı

Abnormal yüksek termal gradyanlar, anormal yüksek s ı cakl ıktan, anol ı nal

düşük termal iletkenlikten veya bu iki faktörün uygun bile ş iminden kaynaklan ı r.

Macaristan havzas ı gibi, yay ı l ı m ı geni ş baz ı uygun alanlarda, jeotermal

gradyan 40 °C/km'den 75 °C/km'ye değ i ş ir (Ş ek.11, D do ğ rusu) ve belki de Yersel

olarak bu değ erler daha yüksek olabilir.

Konveksiyon sistemleriyle ili şkisiz gözüken yüksek ı s ı ak ı m ı nı n

bulunduğu oldukça geni ş bir kaç alan ş imdi Amerika'da bilinmektedir.

"Battle Mountain High" yakla şı k 3 HFU ı s ı akı s ına sahiptir. Fakat onun

termal gradyan ı 30-60 °C/km aral ığı ndadır ve yüksek termal iletkenli ğ i ile ili şkili

25

olarak 9 gcal/cm.s. °C) yada yüksek termal iletkenli ğ i nedeniyle beklendi ğ i

kadar termal gradyan yüksek de ğ ildir.

Marysville yakınındaki Montana'n ı n ı s ı ak ı s ı 7 HFU'dan daha yüksektir;

kayac ın iletimliliğ i de yüksektir ve ölçülen s ı cakl ı k gradyanlar ı ortalama 75 °C/km

dir (Ş ek.11, D çizgisi). Her iki alan geni ş yayı l ıml ı ve genç mağmatik

intrüzyonlarla ili ş kili olmal ı d ı r.

5- Is ısal İ letkenlik

Kayac ı n kendine özgü ı s ı iletme yetene ğ ine ı sı sal iletkenlik (= Thermal

Conductivity = K) denilir. Birimi milical/cm. °C.saniye'dir. ş eyllerin ı s ı sal

iletkenlikleri yakla şı k 2, kireçtaş ları nı n 3,2 , kumtaş lar ı nın 4,15 , kuvars ı n ise 15

milical/cm. °C.saniye'dir

Jeotermal gradyan, ı s ı ak ı s ı ve ı sı sal iletkenlik aras ında Q= K.T ş eklinde

bir bağı ntı vard ır. Burada Q=Is ı akı sı ; K=Is ı sal iletkenlik, T=Jeotermal gradyand ı r.

6- Yerkürenin Is ı Kapasitesi

Yap ı lan ı sı akı sı ölçümleri henüz yeterli say ı da olmamakla beraber yine de

baz ı sonuçlar elde edilebilmiş tir. Ş öyle ki :

a) Yerküre yüzeyinin ortalama ı s ı ak ı s ı değ eri : 1,5.10 -6 cal/cm2 .s,

b) Bütün yerküre yüzeyinden 1 saniyede yay ı lan ı sı : 7,65.10 12cal/s=31,9.10 6 MW,

c) Yerkürenin yüzeyinden yay ı lan yı ll ık enerji miktar ı :230.10 15kcal=270.10 12 kws.

d) Yerkürenin ı s ı kapasitesi ile ilgili olarak saptanm ış bulunan bir husus, yerküre

içinde ı sı oluşumunun durduğu kabul edilse bile, yukar ı da verilen ı s ı yay ı l ı m ı na

26

devam etmek suretiyle yeryüzü s ı caklığı nın 1 °C düşmesi için 10 milYon y ı l gibi

çok uzun bir süre geçmesi gerekti ğ idir. Bundan yerkürenin termal kapasitesinin ve

dolayı sıyla jeotermal potansiyelin çok büyük bir de ğere sahip olduğu sonucu ç ıkar

e) Kabuk taban ının veya manto üst yüzeyinin (yani Mohoroviçiç süreksizli ğ i

yüzeyinin) s ı cakl ığı değ iş ik değerler göstermektedir.

f) Yerküre yüzeyindeki tektonik bak ımdan aktif bölgeler, volkanik bak ımdan aktif

bölgeler, deprem bölgeleri ve yüksek ı s ı akı l ı bölgeler birbirleriyle uyum halinde

(bir bakı ma çakış ma halinde) bulunmaktad ır (Türkiye'de böyle aktif bir ku ş ak

üzerinde yer almış tır).

7- Is ı Akı ma Etki Eden Faktörler

Yerküre yüzeyinin belirli bir noktas ındaki ı s ı ak ı sm ın büyüklüğünü

belirleyen faktörler şunlard ı r :

1- Yerküre kabuğunun kal ınlığı ,

2- Kabuğun taban ının (yani Mohoroviçiç süreksizlik yüzeyinin) s ı caklığı ,

3- Yerküre yüzeyi ile Moho yüzeyi aras ında yer alan kayaçlar ın efektif termal

iletkenliğ i,

4- Moho ile yüzey aras ında yer alan radyoaktif elementlerin miktar ı ,

5- Aktif tektonizma nedeniyle devaml ı sürtünmeler sonucu ı s ı oluş up oluşmadığı ,

6- Bölgede büyük ölçekli dü şey ve yatay su hareketleri bulunup bulunmad ığı

27

ISI KAYNAĞ INA ILIŞ KIN VOLKANOLOJİK GÖRÜŞ LER

Entrüzif Is ı Kaynağı

Kal ın ve geçirimsiz bir örtü tabakas ını n var olmas ı gibi diğer ko şullar

gerçekle şmiş durumda ise entrüzif bir stok, hayli uzun süreli bir jeotermal enerji

havzas ını oluş turmaya yeterli bir ı s ı kaynağı olabilir (En az ından 1 milyon y ı l

süreli).

Bunun aksi olarak yeryüzüne yak ın bir lakolit, entrüzif masifinkine benzer

bir volkano-tektonik yap ı verebilse bile, yine de jeotermal bir saha olu ş turabilecek

kadar enerji miktar ına sahip olamaz. Bunun ba ş l ı ca nedeni ise yüzey geni ş liğ inden

dolay ı termal enerjinin büyük bir bölümünün, kondüksiyon yoluyla yay ı l ıp ortam ı

terk etmi ş olmas ı dı r.

Magman ı n Su içermesi

Volkanolog Prof. A. Rittman'a göre hangi derinlikte olursa olsun, henüz

s ı vı halde bulunan plütonik veya volkanik kayaç do ğurucu her mağma, bir miktar

su içerir. Çünkü s ıvı fazdaki bu mağmanın kat ı laşmas ı sonucu meydana gelen

bütün kayaçlar bir miktar biyotit içerirler. Biyotitin kristalle ş ebilmesi için ise

yaklaşı k 700 atmosferlik bir su buhar ı basınc ı gereklidir.

Bunun yan ı s ıra granitizasyon yoluyla olu ş an bütün gnays, migmatit,

anatektik ve granitler daima hidroksil gruplu mineraller ve bunlardan bilhassa

mika minerallerini içerirler. Bu mineraller ise ancak, yüksek bir su buhar ı

bas ı nc ı nı n var olmas ı halinde olu ş abilirler.

28

Silis — Jüvenil Orijin Ili ş kisi

Doğ al s ı cak sular içerisinde erimi ş halde fazla silis bulunmas ı , bu suyun

jüvenil (=mağmatik) kökenli olduğuna i ş aret eder. Ancak daha önce de belirtildi ğ i

gibi yeralt ı s ıcak akış kanlar ında jüvenil kökenli suyun oran ı , toplam a ğı rl ığı n

yaklaşı k olarak %3'ünü geçmez. So ğuma aş amas ında bulunan s ığ daki mağmatik

domlar ın oynadığı baş l ı ca rol, gaz veya s ıv ı halde mağmatik elemanlar ta şı maktan

çok, sürekli bir ı s ı ak ı c ı oluşturup yaymaktan ibarettir.

Akıc ı Mağmanın Yükselme Mekanizmas ı

Akı c ı mağma, kendi bünyesinde birtak ım gazlar da içermektedir. Bunlar

mağmanı n zaman zaman yeryüzüne eri ş mesine yard ımc ı olmaktad ı r. Çünkü ak ı c ı

mağmayı oluş turan olivinli bazalt ın ortalama özgül a ğı rl ığı , eğ er hiçbir gaz

içermediğ i kabul edilirse, kendisinin üzerindeki yerkabu ğunun ortalama özgül

ağı rl ığı ndan, az farkla da olsa yüksek olacakt ı r.

Bu durumda hidrostatik denge, gazs ız mağmanın yeryüzünden

kilometrelerce içerideki bir düzeyinde kurulmu ş olacakt ır. Çünkü hidrostatik

denge ko şulu (Sek.12) :

H x do = h x do, olup burada :

(H) : Yeryüzü ile ak ıc ı mağmanın üst yüzeyi aras ındaki kot fark ını ,

(do) : Yerkabuğunun yoğunluğunu ,

(dm) : Akı c ı mağmanın yoğunluğunu ,

(h) : Bir çatlak içerisinde yükselmi ş bulunan mağma yüzeyi ile akı c ı mağman ı n üst

yüzeyi aras ındaki kot fark ını temsil etmektedirler.

29

+ dm +

Ş ek.12 - Hidrostatik denge ko ş ulu

Gazs ı z mağma görüşünün kabul edilmesi halinde, daima (dm>do) e ş itsizliğ i

var olaca ğı na göre, yukar ı daki e ş itlik gereğ ince daima (h<H) olmak zorundad ı r.

Bu ise olivinli bazalt ın hiç bir ş ekilde yeryüzünde görülememesi demek olur.

Gerçek ise bu sonucun tam aksi oldu ğuna göre, olivinli bazalt ı oluş turan

akı c ı mağmanın, özgül ağı rlığı n ı belli bir düzeye dü ş ürecek derecede gaz

içerdiğ ini kabul etmek kaç ını lmaz bir zorunluluk olur. Di ğ er taraftan ma ğman ı n

yükseli ş hı zı göz önüne al ınırsa mağma içerisindeki gazlar ın, yükselme esnas ında

civar kayaçlardan kazan ı lmış olduğu ş eklindeki hipotezlere de ra ğbet etmemek

gerekti ğ i kolayca anlaşı l ı r.

30

JEOTERMAL ENERJININ VOLKAN İ ZMA TÜRLER" İLE İLİŞ Kİ Sİ

Jeotermal enerjinin, volkanizma türleri ile de s ı kı bir ili şkisi vardı r. Ş öyle

ki: Büyük yeralt ı buhar rezervleri bulma olanağı , özellikle a şı rı eksplozif

(patlamal ı) volkanizma bölgelerinde yüksektir. Volkanizman ı n yaşı ne kadar genç

olursa bu olanak da o derecede yüksek olur (Not: Genel bir kural olarak, okyanus

tipi bir volkanizma effüzif, yani ak ıntı lıdır; kı ta kenarlar ı ve ada yaylar ı

volkanizmaları son derce eksplozif, yani patlamal ı dır, yani yüksek bas ınçl ı ,

yüksek viskoziteli, bol gazl ı ve asit karakterlidirler. K ıta içi volkanizmalar ise hem

effüzif, hem de eksplozif volkanizma özelliklerine beraberce sahip olabilirler.

JEOTERMAL SAHALARDA İ GN İ MBİRİT PROBLEM'

Önceleri riyolitik lav olarak tan ı mlanm ış bulunan volkanik olu ş uklar ın,

modern jeoloji ve petrografi yöntemleri ile incelenmeleri göstermi ş tir ki bu

kayaçlar ın büyük bir ço ğunluğu lav olmay ıp, aşı rı asit özellikli mağmalardan

gelen ve kızgın bulut (nu&s ardentes) diye isimlendirilen, s ıcak gaz ve kat ı

partikül kar ışı mı nın kendi kendine çimentolanmas ı (auto—cimentation) sonucunda

oluşmuş depolard ır. Bu oluş uğun, kraterden uzakla şı ldıkça daha hafif bir

çimentolanmaya uğ radığı ve daha gev ş ek bir hal ald ığı görülür. O ş ekilde ki en

uzak kısı mlarda art ı k, cams ı ve ufalanabilir volkan küllerinden ba şka bir şey

görülmez ( Ş ek.8).

Kratere yak ın kı s ımlarda oluş an bu kaynaklanm ış katı ve sert tüflere

Marchall tarafından ignimbirit (ignimbrites) ad ı verilmi ş tir.

Bugün art ı k yeryüzünde ignimbiritik örtülerin büyük ço ğunluğu normal bir

kraterden de ğ il, fakat çatlak ve faylardan f ış kıran (d6ordantes) tipte, yani

topoğ rafyaya uyarak yuvarlanan s ı cak gaz ve kat ı partikül kar ışı mı kızg ın buluttan

oluşmuştur. Ş u halde bu tür püskürmelerin özellikleri, bir taraftan merkezi

31

olmay ıp lineer, yani do ğ rusal oluş ları , diğ er taraftan da ak ınt ı (coul&s) tipinde

olmay ıp aksine patlama tipinde (explosives) olu ş ları d ır.

Ignimbiritik örtülerin kal ı nlığı genellikle 100-200 m aras ında değ iş ir.

Bununla beraber 600 m. kal ınlığ a eri ş enleri de vard ı r. İ gbimbirit, bir kayaç ad ı olmay ı p, belli tipteki bir olu şum tarz ını belirten bir fasiyestir. Bu fasiyeste büyük

fenokristallerin ve bazen de lapilli ve bloklar ı n rastgele bir da ğı l ım göstermeleri,

bu oluşuklara kaotik bir yap ı ve görünüm verir. Riyolitik lavlarda ise aksine olarak

kristaller, ak ış doğ rultusunca uzan ı m gösterirler. İ gnimbiritler, hiçbir tabakala ş ma

durumu sergilemezler. İgnimbiritlerin diğer bir özelli ğ i de, A. Rittman'a göre,

engebeli bir arazi üzerinde dahi sabit kal ı nl ı kl ı örtüler olu ş turmalar ı d ır. Oysa lav

ak ınt ı ları yaln ızca arazinin en büyük e ğ im doğ rultular ı nı izlerler, dolay ı s ıyla

kal ınl ık üniform olmayıp, sıfırdan baş layarak çukurlarda maksimuma eri ş ir.

Jeotermal enerji aramalar ında, büyük buhar rezervlerinin ara ş t ı r ı lmas ı nda,

ilk ve en önemli hedef, henüz so ğuma aş amas ı nda bulunan, ayr ı ca, aşı r ı asit

bileş imli ve aşı rı eksplozif tipte volkanik etkinliklere (yani normal kraterlerden

değ il, fakat çatlak ve faylardan fış k ı rmış ignimbirit ve cams ı kül oluşuklar ı na) yer

vermi ş olan entrüzif mağma ceplerinin yerlerinin ve derinliklerinin saptanmas ı dı r.

AKİ FER İ LE İ LGİ Lİ HİDROJEOLOJ İK GÖRÜŞ LER

1- Konveksiyon Mekanizmas ı

Isı kaynağı , geçirgenlik yoluyla akiferdeki meteorik suyu ı s ı t ır. Eğ er

akifere eri şen ı s ı yeteri derecede yüksek ise (örne ğ in normalden 10 ile 20 defa

daha fazla ise), ayr ı ca kayac ı n geçirgenli ğ i de yüksek ise, akifer içerisindeki su,

konveksiyon ile harekete geçer. Konveksiyon sistemi, akifer tabakan ı n bütün

kal ınlığı nca üniform bir s ı cakl ı k dağı l ımına çal ışı r.

32

Akifer içindeki sudan baş ka, akifer kayac ın kendisi de ayni derecede ı s ı nı n

Bu demektir ki akifer içindeki jeotermal gradyan dü şüktür ve de akiferdeki

s ı cakl ık derecesi çizgisi hemen hemen dü ş eydir.

Akiferin üst tarafında bir seri geçirimsiz örtü katman ı vardır ve ı s ı , bu

katmanlarda kondüksiyon yoluyla yay ı l ır. Ancak, s ı cakl ık gradyan ı alttaki

akiferden net bir ş ekilde daha yüksektir.

S ı cakl ık bak ımı ndan üniform bir kayaçta (bu ideal bir durum olup, do ğ ada

örneğ i yoktur), jeotermal gradyan dü ş ey bir doğ ru oluş tururmaktad ı r.

A) Örtüsü olan akiferlerde s ı cakl ık ve bas ı nç

Ş ekil 5 rakamsal olarak aç ı klan ı rsa; Geçirimsiz bir örtü alt ında ve 1200 m

derinlikteki gözenekli bir katmandan buhar elde edilen jeotermal bir saha

düşünelim: Bu verimli katman ın s ı caklığı 200 °C olsun, yeryüzündeki y ı ll ık

ortalama s ı cakl ık ise 10 °C olsun. 1200 m derinliğ'e kar şı l ık gelen s ı cakl ık fark ı

200 — 10 = 190 °C olup, yani her 100 metre derinlik için 16 °C sıcakl ı k artışı söz

konusudur. Başka bir deyi ş le jeotermal gradyan 6 m demektir. Oysa normal yer

gradyan ı yalnızca 3 °C/100 m dir. Bu denli yüksek gradyan ın nedeni, a şı r ı

ı sıtı lmış buhar içeren jeotermal bir sahan ı n söz konusu olmas ıdı r.

Örneğ in yükselen blokta 40 atmosfer bas ı nç alt ında buhar elde edilirse,

düşen bloktaki 60 atmosferlik bas ınç alt ında s ı cakl ık konveksiyon ak ımı nedeniyle

değ işmezken, burada yap ı lan kuyudan buhar-l-s ıcak su karışı mı ak ış kan elde

edilecektir. Bu ak ış kan ı n ağı rl ıkça küçük bir yüzdesi, sondaj içerisindeki yükselme

aş amas ında bas ı nç dü şmesinden dolay ı belli bir derinlikte buharla ş arak s ıv ı faza

eş lik eder.

33

B) Örtüsü olmayan akiferlerde s ıcakl ık ve basınç

Geçirimsiz örtü tabakas ı bulunmayan bir akifer yer yer yüzeyde mostra

verir. Bu mostralarda s ı cak kaynaklar, alterasyon vb di ğer yüzeysel belirtiler

görülür. Bu tip bir akiferin her noktas ında bas ınç 1 atm. ve kaynama noktas ı ise

100°C'a denktir. Bu modelde s ı cak su içeren akifer tabaka yüzeyde geni ş bir

şekilde temsil edildi ğ inden bu tabakan ı n derinliklerinde de a ş ağı yukar ı ayn ı

s ıcakl ı k, yani 100 °C (maksimum) olmak zorundad ı r.

2- Akifer Geçirimlili ğ inin Rolü

Bilinen jeotermal sahalarda ı s ı transferi için en muhtemel mekanizma,

mağmatik uçucular ak ımının yol açacağı direkt bir konveksiyondan çok, meteorik

kökenli yeraltı sular ı içerisindeki konveksiyondur. Çünkü mağmatik bir uçucu

akış kanın neden oldu ğu direkt ı s ı taşı nmas ı hipotezi ne jeo ş imik, ne de

termodinamik bak ımlardan doğ rulanabilmi ş tir.

Bilinen jeotermal sahalardaki a şı r ı ı s ınmış buhar, verimli düzeylerdeki

suyun buharlaşmas ı sonucu olu şmuş olabilir. Akiferi olu ş turan kayac ı n geçirgenlik

derecesi yaln ı zca her sondajda büyük bir ak ım debisi sağ lamas ı nedeniyle değ il,

fakat ayni zamanda :

a) Buharlaşma alan ı nı büyütmesi

b) Is ının , geçirimli tabakan ın alt düzeylerinden, i ş letme içine en uygun yer olan üst

düzeylerine do ğ ru konveksiyon yoluyla ta şı nmas ı na sağ lamas ı

c) Elde edilen buhar kütlesi içerisindeki at ık suyun, gerekli olan ak ımı n ı sağ lamas ı

bakı mlar ından da çok büyük bir rol oynar.

34

3- Örtü Kayaç ile İ lgili Hidrojeolojik Görü ş ler

Örtü kayac ın bulunduğu bir yerdeki konvektif hareketli s ı cak su, derinliğ in

fonksiyonu olan hidrolik bas ınc ın etkisi alt ı ndad ır. Bu nedenledir ki yüksek bir

sı caklığ a eri ş ir.

Nitekim bas ınç artt ıkça kaynama noktas ı da yükselir ve örtü kayac ın etkili

olduğu ölçüde yüzeye do ğ ru ı s ı kayb ı da önemsiz olup bu örtü yaln ı zca s ı cak su

kayb ını engellemekle kalmaz, ayni zamanda ı sı sal bir yal ı tı m da sağ lamış olur.

Örtü kayac ın var olmadığı durumlarda ise, gözenekli ve geçirimli akifer

geni ş bir yüzey ile mostra verdi ğ inden, s ı cak su, kaynaklarda buharla şı r ve bu

durum, büyük bir ı s ı kaybına neden olur. Ancak, ı s ı ak ı s ının çok yüksek olduğu

(örneğ in aktif volkan vb) yörelerde ya da tuzlulu ğu yüksek olan kaynaklarda

(örneğ in Çanakkale—Tuzla) s ı cakl ık, suyun 1 atmosferlik bas ınç alt ı ndaki kaynama

noktas ı olan 100°C' ın üzerine ç ıkabilir.

Örtü kayac ın varlığı yaln ı zca yüzeye do ğ ru direkt olarak ı s ı kayb ı n ı

engellemekle kalmaz, fakat termal ak ımdan kaçan s ı cak sular ı n yerine yüzeysel

soğuk sular ın direkt giri ş ini engelleyerek, buna kar şı l ık derinlerde, daha s ı cak

sular ın yanal beslemesine olanak sa ğ layarak, sistemin bu yoldan da enerjisini

korumas ı nı sağ lar.

İş letilen bu buhar düzeyi sondajlarla kaybedilen miktardaki su ile

beslenebilmelidir ki sürekli üretimi olanakl ı kı lacak hidrolik ve termik bilanço

korunabilsin. Yani meteorik sular konvektif sisteme do ğrudan, ya da dolayl ı

yollarla girebilmeli ve sonra, ortam ı n hidrostatik bas ınc ı na kar şı l ı k gelen kaynama

noktas ına yakla şı ncaya kadar ı s ınabilmelidir.

35

HİDROJEOKİMYASAL ARAMA YÖNTEMLERI

Hidrojeokimya, jeolojik ve jeofizik arama yöntemlerinin beraberinde ve

onlar ın yorumlamalar ına zaman zaman ışı k tutucu bir ara ş tırma dal ı d ı r.

Bu araş tırmalar ın baş l ı ca amaçlar ı :

a) Belli bir havzan ın derin akifer düzeylerindeki s ı cak su sisteminin köken,

geli ş im ve özelliklerinin saptanmas ı ,

b) Yeryüzü ile derin s ıcak rezervuar ın aras ında var olabilen buharla şma ve

yoğunlaşma mekanizmas ının ortaya ç ıkar ı lmas ı ,

c) Gerek petrol yataklar ındaki sular ı n, gerekse çe ş itli maden damarlar ıyla

doğ rudan ya da dolayl ı olarak ili ş kide bulunan sular ın bile ş im ve geli ş imlerinin

incelenmesiyle, ad ı geçen damar ve yataklar ın cins ve yerlerinin saptanmas ıdı r.

Bu sayı lan amaçlardan üçüncüsü petrol ve maden aramada, ilk ikisi ise

jeotermal enerji ara ş tı rı lmas ında hidrojeokimyan ın oynayabilece ğ i rolleri ortaya

koyar.

Bu incelemeler hem so ğuk, hem de s ıcak doğal sular üzerinde yap ı l ı r.

Çünkü yer üstü ve yer alt ı soğuk sularının s ıcak sularla k ı yaslamal ı bir ş ekilde

incelenmesi, derin s ı cak sular ın ve do ğal buhar ın kökenlerini ve ilksel

bileş imlerini saptamaya yarar.

Hidrojeoş imik analizler k ı smen arazide, (yani kaynak ba şı nda) k ı smen de

daha sonra labaratuvarda yap ı lmaktad ır.

a) Arazide, portatif labaratuvarlarda yap ı lmış analizler, de ğ eri, zaman ı n bir

fonksiyonu olarak de ğ i ş ebilen HCO-3, Ca++, NH4 4, Si02 analizleri ile pH (asidite)

36

ölçümleridir. Bunlara ek olarak, Draeger tüpleri ile kaynak ba şı nda yap ı labilen

CO2 ve H2S gaz analizleri de bu grupta say ı labilir.

b) Arazide sabit labaratuvarlarda yap ı labilen analiz ve ölçümler ise Mg++,

SO4- , Cl ve Csp (spesifik kondüktivite) dir.

c) Belli bir süre sonunda analiz edilmesinde, analiz sonuçlar ı bakım ından

fazla bir sak ınca görülmeyen Na+, K+, Bor, Fluorür, Fe, Al, As vb nin analizleri

ise merkez labaratuvarlar ında yap ı l ır. Jeotermal alanlarda yap ı lan bu

hidrojeo ş imik analizlerin ve bunlara dayal ı yorumların ortaya koyduklar ı

genellemeye göre;

1- Na+, K+, Ca++ , Mg++, SO-4, Cr, HC0-3, gibi iyonlar ve toplam tuzluluk

bak ı mlar ından fakir, fakat bor ve NH +4, gibi uçucular ile CO2, H2S gibi gazlar

yönünden anormal derecede zengin olan derindeki akiferden beslenen kaynaklar ın

suları , yüksek bir jeotermal enerji potansiyeline i ş arettirler.

2- Bunun aksine olarak toplam tuzluluklar ı , Cl-, Na+ vb konsantrasyonlar ı

ve Csp Teri yüksek olan dokanak kaynaklar ının sular ı ise, yüzeyde yüksek

s ı cakl ığ a sahip olsalar dahi, genellikle buhar eldesine olanak vermeyen "dü ş ük bir

jeotermal enerji potansiyeline" i ş arettirler.

3- Hidrojeo ş imik analizler çoğu kez rezervuann litolojisini (kalker,

evaporit, tüf vb) yans ı tabilirler.

37

JEOTERMAL KAYNAKLARIN ÖZELLIKLERI

Jeotermal kaynaklar yeryüzünün alt ındaki termal enerji ve s ı cakl ık

dağı l ı mı ndan kaynaklanmaktad ır. Günümüz teknolojisi, jeotermal buhardan

elektrik üretimini yapabilmek için a şağı daki şartlar ın yerine gelmesini

önermektedir. Bunun için, 180 °C, 200 °C hatta daha yüksek s ı cakl ıkta rezervuar

tercih edilir. 3 km den daha az derinlik, yüzeye ve elektrik santraline ı s ı yı iletecek

doğal akış kan, uygun akifer hacmi (>5 km 3), yeterli akifer geçirimlili ğ i ve hiçbir

temel çözülmemi ş problem kalmamas ı gerekir. Bu tür özellikler yer kabu ğunda

nadiren olu şmaktad ı r.

Hidrotermal Konveksiyon Sistemleri

Hidrotermal-konveksiyon sisteminde; ço ğu ı s ı , kondüksiyonundan ziyade

akış kan sirkülasyonu şeklinde iletilir. Konveksiyon, yerçekiminin etkili oldu ğu bir

sahada ı s ınma ve ak ış kan ın termal olarak genle şmesi ve buna bağ l ı hareket

sonucunda olu ş ur; sirkülasyon sisteminin temelinde sa ğ lanan ı s ı , sistemden gelen

enerjidir. Dü ş ük yoğunluklu ı s ı nan s ı v ı yükselme eğ ilimindedir ve daha so ğuk

olan yüksek yoğunluktaki s ı vı ile yer de ğ iştirir. Bu, ı s ınma sisteminin

kenarlar ından (graben kenarlar ı gibi) sağ lanmaktad ır. Konveksiyon tabiat ı yla,

s ı cakl ıklar sisteminin dü şük k ı s ımlar ında azal ırken, üst k ı s ımlarında artma

eğ ilimindedir ( Ş ekil 11, eğ ri C). Böylece hiçbir tek s ı cakl ık doğ rusu veya ı s ı ak ı s ı

bir konveksiyon sistemini karakterize edemez. Gradyanlar (e ğ rinin eğ imi) yüzeye

yak ın yerlerde yayg ın olarak çok yüksektir ve yersel olarak 3 °C/metre' yi

aşmaktad ır. Böyle bir e ğ im 1 km' de 3000 °C' yi aşar. Büyük ölçüde bütün normal

kayaçlar ın erğ ime sıcakl ığı nı aşmaktad ır (700-1200 °C). Sondaj yaparak test

edilen yerlerde, konveksiyon sistemlerindeki s ı cakl ık eğ rileri sürkülasyon

sisteminin karakteristik taban s ı cakl ığı na kadar derinlerde büyük ölçüde

düş tüğünü göstermi ş tir. Yersel olarak s ı cakl ığı n tersine döndüğü durumlarda

38

olu ş abilir. Hidrotermal sistemlerin bask ı n olarak bas ı nç etkinli ğ inin fiziksel

durumdaki farkl ı lığı nın oluş turduğ u iki ana tipi tanımlanmış t ı r.

1- S ıcak - Su Sistemi

S ı cak-su sistemleri bas ınc ın kontrol etti ğ i s ıvı fazda, sürekli olarak s ı v ı su

tarafından karakterize. Biraz buhar, dü şük bas ınçl ı sığ kuş aklarda genellikle göze

çarpan hava kabarc ıkları olarak sunulabilir. S ıvının sürekliliğ i bas ı nç dağı l ım ı ve

s ı vı suda çözünebilen bile ş iklerin bolluğu ile aç ı klanabilir. Fakat dü şük-bas ı nçl ı

buhar ortam ında belirgin çözünebilirlik eksikli ğ i ve dü ş ük buhar bas ınc ı vard ı r.

Bunlar standart su analizleriyle yap ı lan bile ş iklerin çoğunu içerir. Bu bile ş ikler

Si02, Na, K, Ca, Mg, Cl, SO4, HCO 3 ve CO3 t ır (fakat B, CO2, H2S ve NH 3

bileş ikleri suda hem buharla ş abilir hem de çözünebilir ve bunlar te şhis edilemez).

Soğuk yağmur suyu binlerce km2 ' lik yüzey alanından yeralt ına süzülür ve

aş ağı ya doğ ru dolaşı ma uğ rar. 2-6 km derinlikte su, s ı cak kayalar ı n kondüksiyonu

ile ı s ı tı lı r. Is ınan su yukar ıya doğ ru genle ş ir ve o zaman s ı nırlandırı lmış bir kolon

alanında yüzerek yukar ıya doğ ru yükselir. Eğer kayaçlar yüksek geçirimlilikli

çatlaklara ve ço ğu bağ lantı l ı bo ş luklara sahipse, ı s ınan su h ızl ı bir ş ekilde yüzeye

doğ ru yükselir ve depolanmaktan ziyade da ğı l ır. Fakat, e ğ er ı s ı nan suyun yukar ıya

doğ ru hareketi çok az ba ğ lantı l ı bo ş luklar ve çatlakl ı kayaçlar tarafından

engellenirse, jeote ı mal enerji, engelleyen tabakan ı n altındaki gözenekli kayaçlarda

depolanabilir. Is ı , tabiki aş ağı ya doğ ru hareket eden so ğuk su ile, yukar ıya doğ ru

hareket eden jeotermal su aras ındaki yo ğunluk farkını aç ı klar.

Baz ı alt gruplar: S ı cak-su sistemleri gerçekte evrensel olarak henüz tam

olarak belirlenememi ş veya kabul edilmemi ş olan çoğu alt gruplar içerir. Farkl ı

s ımflamalar, toplam tuzluluk, bask ın kimyasal karakteristikler, s ı cakl ı k aral ığı ,

yap ı ve stratigrafık ortam, geçirimli rezervuarlar ın bulunup bulunmamas ı ve

geçirimsiz örtü kayalar ı n varlığı na bağ lı olarak yap ı labilir.

39

1- Dü ş ük-orta s ı cakl ıklarla karakterize edilen sistemler, genellikle 50-125

°C aral ığı ndadır. Fakat Izlanda'da 150 °C'ye kadar ulaş maktad ı r. Böyle bir sisteme

giren bir sondaj muhtemelen Ş ek. 11'deki E e ğ risine benzer bir s ı cakl ık profili

gösterir. Bu e ğ ri, hidrostatik bas ınca yak ı n olan bas ı nç altı ndaki s ı v ı suyun hı zl ı

yükselmesini aç ıklar. Bas ınçlar E' nin F eğ risini kestiğ i yer olan 20 veya 30 m

üstteki mevcut s ı cakl ıklar dışı nda kaynaman ın oluşumu için çok yüksektir. Ço ğu

jeotermal ş artlar için faydal ı ve belirgin bir e ğ ri olan F eğ risi, yeryüzüne doğ ru

yükselen ak ış kan yoğunluğu tarafı ndan kontrol edilen, bas ı nçta bo ş luk suyunun

kaynamas ı için hesaplanan s ı cakl ı klar ı tan ımlar. Burada su yo ğunluklar ı tahmini

s ı cakl ıklar için düzeltilmi ş tir. Böyle bir sistemde gerçek s ı cakl ık profilleri

akış kan ın derindeki s ı cakl ıklar ı ve onlar ın yukarıya yükselme h ı zlarına bağ l ı d ı r.

Yüksek yükselme h ı zı (E eğ risi gibi) ile çok az bir ı s ı sistemin kenarlar ından

(graben kenarlar ı gibi) kondüksiyonla kaybolur.

2- Derin sedimanter havzalardaki sistemler, petrol sahalar ı ndaki sulara

benzer ş ekilde, yayg ın olarak orta s ı cakl ıkl ı tuzlu suları taşı r. Bu sular, en az ından

bir bakıma, meteorik olmayan orijindedir.

3- S ıcak-su sistemleri, bunlar çok yüksek tuzluluktaki tuzlu sular olarak

bilinir. Bu sisteme Salton Denizi jeotermal sistemi ve K ı z ı ldeniz ac ı su havuz

sistemleridir.

4- Tabi örtü kayas ı bulunan sistemler, bu sistem bo ş ahm ı önler ve de

akiferi izole eder, böylece s ı cakl ığı nı korur. Kaliforniya' n ın Salton Denizi ve

Meksika' nın Cerro Prieto sistemleri dü şük geçirimlilikteki örtü kayaya sahiptirler

ve ince taneli sedimentlerden olu şur.

5- Yüksek s ıcakl ı klı s ı cak-su konveksiyon sistemleri, bunlar kendi

özellikleriyle kendi örtü kayas ını veya tabakas ını oluş turma eğ ilimindedir. Yani,

hidrotermal mineraller gözeneklerde çökelir, özellikle kaynama noktas ı eğ risinin

etkisi nedeniyle yukar ıya do ğ ru aniden s ı cakl ığı n dü ş tüğü yerler yüzeye yak ı n

40

k ı s ı mlardad ır. (Ş ek.6) ve I e ğ risi ( Ş ek.11) Yeni Zelanda, Wairakei ve Yellowstone

Park ı nın gayzer havzalar ı idealize edilmi ş tir.

Genel Karakteristikler

S ı cak-su sistemlerinin temel özellikleri a ş ağı daki gibi özetlenmi ş tir:

1- S ı cak kaynaklar yayg ı ndır fakat s ıcak-su konveksiyon sistemlerinin

gösterimi evrensel de ğ ildir. Su tablas ı nın yerinin yer yüzünde veya yeryüzüne çok

yakın olduğu bir havzada bo ş al ı m ın hepsi yada çoğu s ı cak kaynak olarak

görülebilir. Fakat, yüzeye yak ın olarak yer alan kayaçlar geçirimli ve su tablas ı

düş ükse boş alı mın hemen hemen tamam ı yer alt ında olabilir ve bu yüzden yeralt ı

suyu çevresine do ğ ru dağı l ı r ve yüzeyde doğ rudan bir kaynak delili yoktur.

2- S ı cakl ı k ve bo ş al ımı çok yüksek olan kaynaklar genellikle SiO 2, CI, B,

Na, K, Li, Rb, Cs, ve As içeri ğ i bak ı m ı ndan çok yüksektir.

3- Bir temel s ı caklığı çoğu s ı cak-su konveksiyon sistemlerinin daha derin

kı s ımlarm ı karakterize eder. Çok dü şük sı cakl ık kuş ağı Ş ek.6'n ı n C ve D noktalar ı

aras ı ndad ı r. Orta-dü şük tuzluluktaki (TÇM < 5000 ppm) baz ı diğ er sistemlerin

taban s ı cakl ıklar ı 300 °C kadar yüksektir, fakat böyle çok yüksek s ı cakl ı klı hiçbir

sistem henüz bilinmemektedir.

4- Izole edilen Salton denizi ac ı -su sistemi 360 °C kadar s ı cakt ır (Ş ek.11,

eğri H) ve Boja Kaliforniya'n ın Cerro Prieto sistemi (yakla şı k deniz suyu

tuzluluğunun 3 te 2 si kadar tuzlu) 388 °C kadar s ı cak olabilir.

5- SiO2 en önemli kendi kendine kayaçlarda geçirimsizlik sa ğ layan s ı cak

su sistemidir. Kuvars ve kalsedon 140 °C nin üzerindeki s ı cakl ıklarda genellikle

bask ı ndır fakat opal ve b-kristobalit dü ş ük s ı cakl ıkl ıhavza kenarlar ı nı ve kendinin

41

oluş turduğu örtü kayalar ı karakterize eder; zeolitler, kil mineralleri ve kalsit de

önemli olabilir.

6- Tabi gayzerler ve amorf veya rekristalize SiO2 çökeli 180 °C veya daha

yüksek taban s ıcakl ı kl ı yeralt ı suları nın yükselmesiyle akan s ı cak su yüzeyde

depolan ır. Traverten, z ıt olarak dü ş ük yeralt ı sı cakl ığı nı ifade eder (veya çok

nadiren, s ıcak suyun kireçta şı n ı çözmesinden sonra suyun s ıcaklığı hemen hemen

yüzey s ıcakl ığı na azal ı r).

7- Düşük s ıcakl ıklı konveksiyon sistemleri çok az kendi içinde çökelme

yapar. Çünkü onlar ın suları SiO2 bak ımından yeterince yüksek de ğ ildir. Gerçekte,

yaklaşı k 150 °C nin alt ı ndaki maksimum s ı cakl ıkl ı sistemler genelde zamanla

daha geçirgen olur. Çünkü SiO2 içerikli so ğuk meteorik sular ın ı s ı tı lmas ı sı ras ında

çözülür. 150 °C lik bir s ıcakl ık, kuvars taşı yan akiferin porozitesini yeterince

artıracak kadar yüksektir. Fakat poroziteyi azaltma e ğ iliminde olan alterasyon

minerallerinin hidratasyonuyla dengeleyebilecek kadar yüksek de ğ ildir. Bu, bazı

orta s ı cakl ıkl ı sistemlerin niçin geni ş bo ş al ım alan ı oluş turma eğ iliminde

olduğunu açıklar, etkili tek kaynaklar, zamanla geçirimsizlik sa ğ layan hiçbir delil

vermezler ( Ş ek.11, eğ ri E).

8- Z ıt olarak 180 °C nin üzerindeki yüksek s ı cakl ı kl ı sistemler üst

kı s ımlar ında zamanla geçirimlili ğ i azalt ı c ı etkiler yaparlar. Mükemmel

kabuklanma nadiren olu şur; s ızma herhangi bir geçirimli kanal boyunca yer al ı r.

Yeni kanallar olu ş abilir ve eski kanallar tektonik güç ile veya dü ş ey bas ı nç

gradyan ının oluş turduğu termo-artezyen ile yeniden aç ı labilir. Yersel bas ı nç

gradyanlar ı hidrostatik bas ı nc ı oldukça aş ar. Böyle bir durumun Yellowstone

Park'ta olu ş tuğu bilinmektedir.

9- Geçirimli akiferlerdeki kuyular, su olarak toplam kütle ak ımı nın % 70-

90' ı nı elde edebilir. Buhar oran ı , bas ınç azald ığı nda baş langı ç s ı v ı s ı cakl ığı ve son

ayrı lan bas ı nçla ili şkilidir (Ş ek.4 ve Ş ek.9).

42

10- Düş ük geçirimli yerlerdeki kuyular, yine de baz ı gayzerlerin patlad ığı

durumlarda ilk defa sonradan ı slak buhar ve sonunda kuru buhara dönü ş en su ve

buhar ç ıkar ı r.

11- Çoğu s ıcak su sahalannda bir üretim kuyusuna giren tek s ıv ı sudur.

Buhar kabarc ıklan yeterince ş ekillenmesi için bas ınç azalana kadar kuyudan akan

şey tamamen s ıvı olarak kal ı r.

12- Yaklaşı k 150 °C'nin üzerinde klorür içeren sular hemen hemen daima

150 ppm den daha yüksektir. Fakat, 40 ppm kadar dü ş ük olan çok az Cl içerikli

s ı cak su sistemleri 200 °C nin üzerinde s ı caklığ a sahiptir.

13- S ıcak su sistemlerini buhar bask ı n sistemlerinden ay ırmada en kritik

tek bile ş ik klorürdür. Ço ğu metal klorürler s ı vı suda oldukça çözülebilir ve ço ğu

kayaçlar ı n klorürleri yüksek s ı cakl ı kl ı suyla kolayca ayr ı labilir.

2- Buhar Baskın Sistemler

Birkaç jeotermal sistem, Italya'n ın Larderello ve Kaliforniya'n ın

gayzerlerini de içeren, kuru veya a şı rı ı s ıt ı lmış buhar içerir. Bunlar ı n s ı v ı ile ilgisi

yoktur. Bu yüzden bunlar "kuru buhar" sistemleri olarak bilinir. Fakat, s ı v ı su ve

buhar normal olarak akiferlerde birlikte bulunur ve bas ınç kontrollü fazd ı r.

Böylece "buhar bask ın sistemler" çok uygun terim olarak kullan ı l ır. Buhar bask ın

sistemin iki alt tipi olan Larderello ve Monte Amiata ayr ı labilir gözükmektedir.

43

Larderello Alt tipi

1- Yaklaşı k 350 m derinlikte ve alt ı nda oluşan akiferlerin ba ş lang ı ç

s ı cakl ığı 240 °C dolay ındad ır (Ş ek.11, J eğ risi) ve bas ı nç yakla şı k 35 kg/cm2 dir.

2- Göreli olarak homojen baş langıç s ıcaklığı ve bas ı nc ın doygun buhar ı n

maksimum entalpisi taraf ından güçlü bir ş ekilde etkilendi ğ inin delilidir. Buhar ı n

gaz içeriğ i yüzde bir kaçan üzerinde artarken bu fiziksel karakteristikler büyük

ölçüde değ iş ir. Örneğ in, s ıvı ve buhar ın 236 °C de sabit s ı cakl ıkta birlikte

bulunmas ı yla, buhardaki diğer gazlar ın % 1 'i toplam bas ı nc ı 32,1 kg/cm2 'ye

yükseltir. Fakat di ğ er gazlar ı n% 5'i ile ilgili bas ınç 33,5 kg/cm2 'dir ve bu % 10

için 35,3 kg/cm 2 'dir.

3- Fümeroller, çamur çukurlar ı , çamur volkanlar ı , bulanık havuzlar ve

yüzey aktivitelerinin bulundu ğu yerlerde bo ş al ım alanlar ını karakterize eden asitçe

zenginle ş tirilmi ş zemin çok yo ğundur. Böyle alanlardaki kaynaklar H2SiO4

nedeniyle genellikle asitlidir.

4- Buhar bask ın sistemlerden tabi toplam bo ş al ı m s ı vı lar ını n bulunduğ u

yerlerde bo ş al ım sürekli olarak dü şüktür. Dakikada birkaç ondan, birkaç yüz

litreye kadar ç ıkabilir.

5- Üretim kuyular ı normal olarak kuru, a şı rı ı s ıtı lmış buhar üretir (>50 °C);

fakat, baz ı kuyularda s ıvı su bulunabilir.

6- Akiferin ı s ı içeriğ inin çoğu genellikle % 80-90 toplam ı s ı taşı yan kat ı

fazlarda depolan ı r.

44

7- Aşı rı ı s ı tı lmış buhar, doygun buhardan var olan kt ıtı .ı :kay4lardn , 't t

bas ınçla takarak kat ı fazdan ı s ı transferiyle bo ş luk suyu buharla şmas ı na

dönüşmesiyle elde edilir.

8- Uzun dönemli üretimle, ço ğu Larderello kuyular' kuyu ba şı s ı cakl ığı nda

oldukça düzenli bir art ış gösterir (1966'da 260 °C'ye kadar ç ıkmış t ır).

Monte Amiata Alt tipi

İkinci buhar bask ın sistemidir. Henüz iyi anla şı lamamış tı r fakat ço ğu

bakımdan s ı cak tabi gaz sahalar ına benzer. Monte Amiate sahalar ında s ı cakl ı k

yaklaşı k 150 °C den daha dü ş ük olma eğ ilimindedir ve Larderello sahalar ında

baş lang ıç bas ınçlanyla kıyasland ığı nda (20-40 kg/cm 2) baş langı ç gaz içeri ğ i % 90

dan fazlad ı r.

45

BİR JEOTERMAL SAHANIN H İ DROJEOKİMYA İ LE YORUMLAMASI

Örnek olarak Menderes grabenindeki s ıcak ve soğuk kaynak sular ı nın

yorumlanmalar ı özetle şu ş ekildedir :

a) Kı z ı ldere'deki s ı cak sular NaHCO3, bor ve florür bak ımı ndan yüksek

konsantrasyonlara sahiptirler.

b) Menderes grabenindeki di ğer s ı cak sular, K ı z ı ldere tipi sularla, Ca++,

Mg++, SO4'ce zengin Bor, Na+, NH+4 ve Si02 bak ımlarından ise çok fakir bölgesel

soğuk sular ın birer karışı m ı dırlar.

c) Havzadaki tüm s ı cak sular ı n B/Na oranlar ı hemen hemen ayn ı değere

sahip olarak görüldüklerine göre hepsinin ayn ı hidrotermal sisteme ba ğ l ı olduklar ı

söylenebilir. Bir sudan diğerine görülebilen bile ş im farklar ı , derin hidrotermal

sistemden gelen bu sular ı n, az derin, so ğuk ve sülfatl ı sularla, kaynak yerlerine

göre az ya da çok kar ış mış olmalar ın ın bir sonucudur.

d) Flortirün 18 ppm gibi oldukça yüksek bir konsantrasyonda olu şu,

rezervuarın, metamorfik bir seri içerisinde veya yak ınında olduğuna i ş arettir.

e) Menderes grabenindeki s ıcak ve so ğuk sular ın en belirgin fark ı , s ı cak

sularda Ca++ ve Mg++'un tamamen veya k ı smen kaybolmas ı ve buna kar şı n

Na±'un çok miktarda bulunmas ı d ır. Na+ konsantrasyondaki bu yüksekli ğ i,

temeldeki metamorfik kayaçlar ın feldspatlar ını n çözünmesine bağ lanabilir.

f) Separatörde ayr ı lmış olan buhar, CO2, I-12S, NH4+, asit borik ve di ğ er

uçucu maddelerin yan ı s ıra, uçucu olmayan ve iyon ş eklinde çözülmü ş Na+ 'da

içerir. Na+, bu uçucular ile ayn ı yönde azal ıp çoğ al ır. Üzerinde dü şünülmesi

gereken husus, uçucu olmayan bu iyonun buharla birlikte nas ı l bulunabildiğ idir.

Labaratuvar denemelerinde yüksek bas ınç ve s ı cakl ıktaki gazla kar ışı k sularda

46

Na-H un böyle bir anomali göste ı l ıesi, yüksek s ı cakl ı kta ve bas ı nçta buhar içeren

derin akiferlerin varl ığı na önemle i ş aret eder. Buhar, Tersiyer örtüsündeki so ğ uk

akifere ula şı nca yoğunlaşı r. Soğuk suya sürekli ş ekilde Na' eklenmesi, baz

değ i ş imi olay ı n ı n bir sonucu olarak Ca++ ve Mg++ 'un k ı smen veya tamamen

kaybolmas ı na neden olur.

g) NH4+ iyonu, ayni bir buhar sondaj ı için, seperatör suyunda çok dü ş ük,

kondansör suyunda ise hayli yüksek bir konsantrasyonda bulunmaktad ı r. Bu

demektir ki NH' 4 iyonu da buharla beraber ta şı nmaktad ır. Bu durumda eğ er bir

yeralt ı suyu normal üstü bir NH4 + konsantrasyonuna sahipse bu durumu, alttan

yukar ı doğ ru s ı zan buhar kaçaklar ı ile aç ıklayabiliriz.

h) S ı cak su kaynaklar ı ve buhar ç ıkış larm ı n, yaln ı zca akifer mostralar ı ile

bir arada bulunmalar ı olay ı na, bir de sular içindeki NH4 konsantrasyonunun

dü ş üklüğ ü eklenince sistemin aç ık olduğu ve buhar içeren hiçbir s ığ sistem

bulunmadığı söylenebilir. Esasen kuyular ı n sulu de ş arjlar ı da bu görü ş ü destekler

durumdad ı r.

i) S ı cak sular ı n fazla tuzlu olmas ı , yüksek Cl - ve F- konsantrasyonlar ı na

sahip bulunmas ı , kaynak debilerinin yüksek ve gaz geli ş lerinin ise dü ş ük olmas ı

gibi nedenler, sular ın al ı nd ığı akiferlerde buhar faz ında değ il fakat s ı v ı fazda

bulunduğunu gösterir.

j) Silis Jeotermometresi : Bir s ı cak kaynak suyundaki (ppm) biriminde

al ı nmış SiO2 miktarının, o suyun geldi ğ i akiferin s ı cakl ığı nı n bir fonksiyonu

olduğu kanı tlanm ış ve Ş ek.13'deki SiO2 (ppm) = f (t °C) grafığ i ortaya

konulmu ş tur. Bu SiO2 jeotennometresi yöntemine göre K ı zı ldere s ıcak su

analizlerinin verdi ğ i maksimum 250 ppm'lik SiO2 konsantrasyonu ancak 170 °C

civar ı ndaki bir akifer s ı cakl ığı na i ş aret etmektedir.

47

150 ° 175 ° 200° 215223° 300 250 ° 275 °

1000

800

685

600

1 o C

su

da

400

Akifer s ı cakl ığı (° C) 200

SiO2 = f (t ° C) grafi ğ i

Sek.13- S i02 jeotermometresi

k) Na/K Jeotermo ınetresi: Bir s ı cak kaynak suyundaki miliekivalen

biriminde al ınmış (rNa ve rK) konsantrasyonlar ı nın oran ını n, o suyun geldi ğ i

rezervuar ın sı cakl ığı nın bir fonksiyonu oldu ğu kanıtlanmış ve Sek.14'deki

rNa/rK=f(t°C) grafiğ i ortaya konulmu ş tur. Na/K jeote ıııı ometresi denilen bu

yönteme göre K ızı ldere s ıcak su analizlerinin ortaya koydu ğu rNa ve rK

konsantrasyonlar ının oranı ile akifer için 190 °C civarında bir s ı cakl ığı n var

olabilece ğ i hesaplanmış tı r.

48

17

16

15

14

r N

a /

r K

Ato

mik

ora

nı

11

12

13

10

8

9

250° 175 ° 200 ° 225 0 275° 300° Akifer s ıcaklığı -°C

r Na / r K = f ( t ° C) grafiğ i

Ş ek.14 - Na/K jeotermometresi

49

JEOTERMAL AKIŞ KANIN SICAKLIĞ INA GÖRE KULLANIM

ALANLARI

1- Elektrik Üretiminde Kullan ım

Halen, hazne s ı caklığı genellikle 150 °C'tan daha yüksek s ı cakl ıktaki

jeotermal ak ış kandan elektrik üretimi gerçekle ş tirilmektedir. Ayr ıca son

zamanlarda geli ştirilen, buharla şma noktaları düşük (Freon, izobütan vb) gazlar

kullanı larak, 60-90°C s ı cakl ıktaki sulardan da elektrik üretiminde

yararlan ı labilmektedir.

Halen jeotermal ak ış kandan elektrik üretimi, baş ta A.B.D ve İtalya olmak

üzere Japonya, Yeni Zelanda, El Salvador, Meksika, Izlanda, Filipinler,

Endonozya gibi ülkelerde yap ı lmaktad ı r. 1930 y ı l ı ndaki toplam kurulu güç 2462

MW' t ı r

2- Isıtmada Kullan ım

Düşük s ı cakl ı kl ı hidrotermal sistemlerden elde edilen sular, do ğ rudan

ı sı tmada kullan ı lmaktad ır. Halen bu i ş için kullanı lmakta olan s ı cakl ık aral ığı

30°C — 150°C olmakla beraber, yeni geli ş tirilen ı s ı pompalari yard ım ıyla,

kullanı lan ak ış kanın alt s ıcaklık düzeyi 5 °C'a kadar dü şürülebilmiş tir (Tablo 1).

Isı tmada kullamm ın baş lı ca uygulama alanlar ı :

a) Seralar ın Is ı tı lmas ı : Dünyan ı n çeş itli ülkelerinde seralar ın jeotermal

enerji ile ı sı tı lması suretiyle turfanda sebzecilik meyvac ı l ık ve çiçekçilik

yap ı lmaktad ır. 1980 y ı l ı verilerine göre bu amaç için toplam 6298 termal MW

karşı lığı enerji kullan ı lmaktad ır. Örneğ in, Rusya'da 2500 dönüm sera, 5000 termal

MW karşı lığı jeotermal enerji ile ı s ı tı lmakta ve 1 milyon ton sebze elde

edilmektedir. Benzer şekilde 30 °C 'in üzerindeki jeotermal ak ış kanlarla

50

Macaristan, İtalya, A.B.D, Japonya, Yeni Zelanda ve Izlanda'da da geni ş çapta

sera ı sı tmac ı lığı yapı lmaktad ı r.

Tablo.1- Jeotermal ak ış kanın s ı caklığı na göre kullan ım alanlar ı

S ıcakl ı k (°C) Kullan ı m Alan ı

180 Yüksek konsantrasyon solüsyonun buharla ş mas ı , Amonyum

absorpsiyonu ile soğ utma

170 Hidrojen sülfı t yolu ile ağı r su eldesi,Diyatomitlerin kurutulmas ı

160 Kereste kurutulmas ı , bal ı k vb yiyeceklerin kurutulmas ı

150 Bayer's yoluyla alüminyum eldesi

140 Konservecilikte, çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulmas ı nda

130 Ş eker endüstrisi, tuz eldesi

Dam ı t ı k su eldesi, tuzluluk oran ı n ı n art ı r ı lmas ı

Çimento kurutulmas ı

-

O

0

Organik maddeleri kurutma (Yosun,et, sebze vb).Yün yakama ve

kurutma

Bal ı k kurutma

Kent ve sera ı s ı tmas ı

70 Soğ utma (Alt s ı cakl ı k s ı n ı r ı )

60 Kümes ve ah ı r ı s ı tma

50 Mantar yeti ş tirme, balneolojik kullan ı mlar

40 Toprak ı s ı tma, kent ı s ı tmas ı (Alt s ı n ı r). turistik tesisler

30 Yüzme havuzlar ı , fermantasyon, dam ı tma, sa ğ l ı k tesisleri

30 Bal ı k çiftlikleri

b) Bina Is ıtı lmas ı : Binalar ı ve kentleri merkezi sistemle ı s ı tmada ve s ıcak

kullanma suyu ş ebekelerinde (Izlanda, Fransa, Japonya, A.B.D., S.S.C.B., Yeni

Zelanda ve Macaristan da oldu ğu gibi) 40 °C' ın üzerindeki s ı cakl ıkta jeotermal

akış kanlar kullanı lmaktad ı r.

c) Toprak, cadde vb ı s ı tı lmas ı

51

d) Havaalan ı pistlerinin ı s ı tı lmas ı

e) Tropikal bitki, bal ı k, timsah yeti ş tirmede : Japonya'da

t) Tavuk, domuz vb hayvan çiftliklerinin ı s ıtı lmas ında : ( Japonya, ABD,

Yeni Zelanda, Macaristan, Rusya)

g) Yüzme havuzu, fizik tedavi merkezleri ve di ğ er turistik tesislerde

kullanım : ( İ talya, Japonya, ABD, Izlanda) (30 ° — 40° aral ığı nda).

3- Endüstri Kollar ındaki Uygulamalar

a) Yiyeceklerin kurutulmas ı nda (bal ı k, yosun vb) ve sterilize edilmesinde

(konservecilikte) (Örne ğ in Japonya, ABD, Izlanda, Filipinler).

b) Kerestecilik ve a ğ aç kaplama i ş lerinde: Yeni Zelanda

c) Kağı t (Yeni Zelanda, İ zlanda, Japonya) ve dokuma endüstrisinde: Yeni

Zelanda, Izlanda) ağ artma maddesi olarak kullan ım.

d) Ş eker, ilaç, pastörize süt fabrikalar ı nda: (Japonya)

e) Bira vb endüstride: Mayalama ve dam ı tmada (Japonya)

f) Soğutma tesislerinde: ( İ talya)

g) Derilerin kurutulmas ı ve i ş lenmesinde: (Japonya, İ zlanda)

h) Diyatomitlerin kurutulmas ında: ( İzlanda)

52

4- Kimyasal Uygulamalar

a) Deniz suyundan tuz üretmede (Japonya, Filipinler)

b) Jeotermal akış kandaki CO2 gaz ından kuru buz elde edilmesinde (ABD)

c) Jeotermal akış kandan asit borik, amonyum bikorbanat, a ğı r su (=D 20 =

Döteryum oksit), Amonyum sülfat vb kimyasal maddelerin elde edilmesinde

(ABD)

d) Deniz suyundan tatl ı su ve kimyasal maddeler elde edilmesinde

(Japonya ve Filipinler)

e) Volkanlardan ç ıkan doğal gazlardan kükürt elde etmede (Japonya,

İtalya) ve benzeri daha birçok i ş lerde kullanı lmakta ve böylece ekonomiye büyük

katk ı lar sağ lamaktad ı r.

SORUNLAR

1- Kabukla ş ma

Jeotermal ak ış kanlar bile ş imlerinin ve asiditelerinin (pH) bir fonksiyonu

olarak çoğu kez kireç (CaCO3) ve baz ı durumlarda ise silis (Si02) kabukla şmalar ı

yapabilirler. Bu kabulda şmalar sondaj borular ı içerisinde olabildiğ i gibi seperatör

içerisinde e şanjör levhalar ında türbin kanatlar ında ve iletim borular ında da

(pipelines) olabilir.

Suları 350 ppm'den daha fazla Si02 içeren termal sahalardaki sondajlarda,

s ı cakl ığı n belli bir limitin altına düşmesi halinde, borular içerisinde Si02

kabuklaşması kendini gösterir.

53

Kaynak sular ındaki pH' ı n 6 ile 8 aras ında olduğu ve Cail iyonu

konsantrasyonunun birkaç ppm'i buldu ğu her termal ortamda ise CaCO3

kabukla ş mas ı görülür. Bunun nedeni, kuyunun üretime geçmesiyle birlikte

bas ı nc ı n, dolay ı siyle CO2 gaz ı kı smi bas ı nc ı nın düş mesi ve yeni bas ı nç dengesi

ko ş uluna uyacak ş ekilde,

Ca'-+ + 2HC0- 3 CaCO3 + H20 + CO2

s ı v ı ortamdan atmosfere do ğ ru CO2 gaz ı kayb ı ile, pH yükselmesi ve suda

erimeyen CaCO3 kimyasal tuzunun olu ş arak s ıv ı ortam ı terk etmesidir.

Bu duruma kar şı baz ı önlemler al ı nı r. Tabii ki bu önlemlerin en basiti

üretimi zaman zaman durdurarak mekanik yolla temizleme yapmakt ır. Diğ er bir

önleme, kuyuba şı basıncını belli bir limitin daima üzerinde kalacak ş ekilde yüksek

tutmakt ır. Tabii bu da üretimin k ı s ı lmas ı ve kuyu veriminin düşmesi demektir.

Kuyu içi kabukla ş mas ı n ı engelleyecek di ğ er bir yöntem de, kuyu içerisine

belli bir bas ı nç alt ı nda (kompresör ile), CO2 gaz ı enjekte edilmesidir. Son y ı llarda

geli ş tirilen di ğ er bir yöntem de, kuyu içerisine belli miktarlarda "ir ıhibitör" genel

ad ı ile bilinen ve formülleri, üreten firmalarca gizli tutulan baz ı kimyasal

maddelerin enjekte edilmesidir.

Kuyu d ışı ndaki taşı ma yollar ında geli ş ebilecek kabukla şma, korozyon vb

olumsuz etkileri önlemek için ise, jeotermal ak ış kan ın ı s ı l enerjileri, "e ş anjör"

denilen ı s ı değ i ş tiricilerinde, kullan ı labilir özellikteki sulara aktar ı l ı r. Ancak bu

i ş lem de tabiki bir miktar enerji kayb ı ile uygulanabilir.

54

2- Korozyon

Bazı jeotermal akış kanlar ise, yukarıda bahsedilenlerin tam aksine olarak

"agresif' tirler, yani asit karakterli olup, betonu, metalleri, harçlan vb malzemeyi

kemirebilirler.

Bunun önlenebilmesi için korozyona dayanakl ı , (genellikle plastik)

malzemenin kullan ı lması yeğ lenmeli ve toprağa gömülü metalik elemanlar,

katodik koruma ile korozyonun etkisinden kurtar ı lmalıdı r.

Problemin di ğer bir çözüm alternatifi de, jeotermal ak ış kan ın direkt olarak

kullanı m ı yerine, ı s ı enerjisinin, e ş anjörler vas ı tas ıyla agressif olmayan başka bir

suya aktar ı larak de ğ erlendirilmesidir.

3- Is ı Kayb ı

Jeotermal ak ış kan ı kuyu başı ndan türbinlere, meskenlerdeki radyatörlere,

ser vb yerlere ileten borulardan kaybedilen ı s ı , iyi bir izolasyonla minimuma

indirilmelidir. Metalik borular genellikle, su geçirmez asbestli (amyantl ı) çimento

boru k ı l ıfı içerisine sokularak izole edilmektedir. Bu izolasyon, borulan toprak

alt ı nda korozyona kar şı da korumaktad ı r.

55

JEOTERMAL AKIŞ KANLARIN ÇEVRESEL ETKILERI

1960'11 y ı llarda, çevremiz günümüzde oldu ğundan daha temiz ve

sağ l ı kl ıyd ı . O zaman dünyam ızı n tehlike alt ında olduğunun daha az fark ındayd ık.

Ancak jeotermal enerji hala "temiz enerji" olarak gözönüne al ı nmaktad ı r.

KIRLILIK KAYNAKLARI

Jeotermal kullamm ı n çevreyi etkileme derecesi ço ğu durumda kullan ımı n

derecesiyle orant ı l ı dır (Lunis, 1989). Tablo 2' de bu durum özetlenmektedir ve

jeotermal do ğ rudan-kullan ım projelerinin çevre geli ş imi üzerindeki etkilerinin

ş iddetini de aç ı klar.

Tablo.2- Do ğ rudan kullan ım projelerinin potansiyel çevresel etkisinin ş iddeti ve olma olas ı lığı (Lunis, 1989).

Etki Olma olas ı lığı Sonuçlar ın ş iddeti

Hava kalite kirlili ğ i L M

Yüzey suyu kirliliğ i M M

Yeralt ı kirliliğ i L M

Zemin oturmas ı /çökmesi L L-M

Yüksek gürültü düzeyi H L-M

Kuyu patlamas ı L L-M

Kültürel ve arkeolojik z ı tl ıklar L-M M-H

Sosyo — ekonomik z ı tl ıklar L L

Kimyasal veya termal kirlilik L M-H

Kat ı at ık depolama M M-H

L: dü şük, M: orta, H: yüksek

İ lk, çevre üzerindeki alg ı lanabilir etki sondajc ı lığı n oluş turduğu etkidir.

Kuyuların fizibilite öncesi jeotermal gradyan ölçümü için ara ş tırma faz ındaki sığ

kuyular veya üretim kuyular ı olup olmamas ı önemlidir. Sondaj donan ımının

56

kurulmas ı ve bütün ekipmanlar için sondaj noktas ına ulaşı m yollar ı nı n in ş aas ı n ı

gerektirir. Bu i ş lemler esnas ı nda yersel bitkiler ve yaban hayat ı zarar görebilir ve

yüzey morfolojisi düzenlenecektir. Kuyular, yeralt ı suyu ile sondaj s ı v ı s ı n ı n

kar ışı m ı n ı önlemek için potansiyel yeralt ı suyu akiferlerini geçerken muhafaza

borusu ile donat ı l ır. Kuyudaki püskürmeler kirletici su olabilir; bunlar, yüksek

s ı cakl ık ve yüksek bas ınc ın beklendiğ i yerlerde jeotermal kuyu açarken

püskürmeyi önleyiciler yerle ş tirilmelidir (Lunis, 1989). Sondaj s ı ras ı nda veya debi

testleri s ıras ında arzu edilmeyen gazlar atmosfere bo ş alabilir. Bentonitli sondaj

çamuruna s ık s ık ilave maddeler eklemek gerekebilir. Bunlar çevreye zararl ı

olabilir. Bunların kullanımından sonra s ı v ı dan ayrı larak etkisiz hale getirilmelidir.

Su yeniden kullanı labilir, fakat kat ı maddeler kullan ı lamaz. Sondaj ın kesti ğ i

kır ıntı lar özel bir at ı k tank ında veya havuzda depolanabilir. Çevre üzerindeki etki

genelllikle sondajm tamamlanmas ından sonra ortaya ç ı kar.

İkinci etki, jeotermal s ıvı kullanım santrallerinin in ş aas ı ve jeotermal

s ıvı ları taşı yacak olan boru sisteminin kurulmas ı sonucunda hayvan ve bitki hayat ı

ile yüzey morfolojisinin etkilenmesi olacakt ır. Çevresel problemler jeotermal

santralin kullan ımı s ıras ında da ortaya ç ıkar. Buhar ve/veya s ı cak su içeren

jeotermal s ı vı lar genellikle CO2, H2S, CH4 bile ş ikleri gibi gazlarla, s ı cakl ı kla

konsantrasyonu artan çözünmü ş maddeler içerir. Bu çözünmü ş maddelerden

örneğ in, NaC1, B, As, Hg' nin çevreye bo ş almas ı durumunda bunlar kirlilik

problemi oluş tururlar. Jeotermal santrallerden at ı lan sular da çevredeki sulardan

daha yüksek s ı cakl ığ a sahiptir ve buyüzden potansiyel termal kirlilik kayna ğı dı r.

Hava kirliliğ i, elektrik santrallerinde elektrik üretimi s ıras ı nda bir problem

olabilir. Hidrojen sülfür temel kirleticilerden birisidir.

Atık sular ın bo ş alımı da kimyasal kirlili ğ in potansiyel bir kayna ğı dır. Bor,

florür veya arsenik gibi kimyasallar ın yüksek konsantrasyonu jeotermal s ıvı lar ın

kullanı lmas ı s ıras ında ar ındırı labilir. Bu s ı vı lar re-enjeksiyon yap ı labilir, ya da her

iki iş lem birden yap ı labilir.

57

Akış kan içindeki borik asit, buhar faz ında olup, bu buhar bazik bir

eriyikten geçirilerek ak ış kandan ayr ı l ı r. Borik asitin ayr ı ca ekonomik de ğeri de

vard ı r.

Düşük ı s ı l ı jeotermal s ıvı lar daha az kimyasal madde içermektedir. Bu

s ıvı lar ço ğu zaman so ğutulduktan sonra yüzey sular ına bo ş tı lmaktad ır (Lunis,

1989). Yeralt ı akiferlerinden jeotermal s ıvı ların büyük miktarlarda çekilmesi yer

yüzünün dereceli olarak batmas ı gibi çökünkü olaylar ına neden olabilir.

ÇEVRESEL Kİ RL İ L İ KLER

Jeotermal projelerin çevresel etkileri dikkatli bir ş ekilde izlenmeli çünkü

baz ı tedbirler al ınmas ı gerekebilir.

Kimyasal Kirlilik

Jeotermal enerji nisbeten kirlilik problemlerinden ba ğı ms ı zdır. Enerji

santralleri bile yüksek s ı cakl ıkta buhar kullan ırken fosil yak ı tl ı elektrik

istasyonlar ından atmosfere daha az karbon dioksit b ırakmaktad ır, ve düş ük

s ı cakl ı kl ı s ıv ı lar kullaruld ığı nda böyle emisyonlar gözard ı edilebilir. Dü şük

s ı cakl ı klardaki uygulamalarda muhtemelen problemlere yol açabilen gazlar

hidrojen sülfür ve özel durumlarda amonyum ve c ı vadır. Kimyasal bile ş iklerden

bor, bitkilere oldukça zararl ıdır ve sulama sular ına karış tı rı lmamal ı dır. C ı va gibi iz

metaller organizmalara kar şı da zararl ı d ı r.

Termal Kirlilik

Farkl ı durumlarda 35-40 °C s ı cakl ıktaki dış ar ıya akan jeote ıı nal s ıv ı

akarsulara, nehirlere ve göllere bo ş alabilir. Ço ğu organizmalar s ı cakl ık değ i ş imine

ve 1 °C veya daha az olan sürekli de ğ i ş imlere kar şı oldukça duyarl ıd ı r. Bu değ i ş im

mevcut ekosistemde ş iddetli değ iş ikliklere sebep olabilir. So ğuk ülkelerde bu ara

58

s ı ra avantaj olarak kullan ı labilir, fakat daha s ı kl ı kla jeotermal enerji ürünlerinin

farkl ı ortamlarda depolanmas ı gerekir. Bu, havuzlarda ön so ğutma yaparak, re-

enjeksiyon yaparak, baz ı durumlarda okyanusa boru ve hendek açarak tahliye

edilebilir.

Yere ve Araziye Yap ı lan Zarar

Jeotermal projeler di ğer inşaat mühendisli ğ i projeleri gibi benzer

karışı kl ı klara sebep olabilir. Kaz ı lan alanlar, kuyu lokasyonlar ı , yolların geçeceğ i

yerler hesaplanmak zorunda olacak ve zemin ve bitki erozyonu ekosistemde

değ iş ikliğe sebep olabilir. Ço ğu yer çökmesi ve yer sars ınt ı s ı olaylar ı da jeotermal

alanlarda görülebilir. Jeotermal sahalarda s ıcak kaynaklar ın görünüşü ve

fümerollerin görünü şü gibi estetik dü ş üncelerden ba şka lokal turizm endüstrisini

etkileyebilen sürekli de ğ iş ikliklere sebep olabilir.

59

KAYNAKLAR

Canik, B., 1998. Hidrojeoloji; yeralt ı sular ı nın aranmas ı , i ş letilmesi, kimyas ı . Sayfa 286, ISBN 975-94414-0-3, Ankara.

Dickson, M.H., Fanelli, M., 1996. Geothermal Energy. John Wiley & Sons, p 214.

Eriksson, E., 1958. The Possible Use of Tritium for Estimating Ground Water Storage, Tellus, Vol. 10, p.472-478; 48.

Gigenbach, WF., 1991. Collection and Analysis of Geothermal and Volcanik Water and Gas Discharges, in Application of Geochemist try in Geothermal Reservoir Development (Edited by D'Amore; F.), P. 119- 144, Unitar, Roma.

Kruger, P., and Otte, C., 1973. Geothermal Energy; Resources, Production, Stimulation. Stanford University Press, Stanford, California, p 360.

Lunis, B., 1989. Environmental considerations, in: Lienav, P.J. and Lunis, B.C., eds., Geothermal Direct Use. Engineering and Design Guidebook, Geo-Heat Center, Klamath Falls, Oregon, 293-401.

Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlü ğü, 1989. Jeotermal Enerji. Bro şür, S 16, Ankara

Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlü ğü, 1996. Türkiye Jeotermal Envanteri, S 480, Ankara

Pasvano ğ lu, S. 1998. Geochemical study of the geyser geothermal field in Haukadalur, S-Iceland. Geothermal Training Programme, Reports 1998, Number 11, 281-318.

Pasvano ğ lu, S., Canik, B., and Say ı n, M., 1997. Thermal and mineralized waters of Kızı lcahamam, Ankara, Turkey. Geoenv'97, International Symposium on Geology and Environment, September 1-5, 1997, İ stanbul, Abstract, pp 67-76.

Ş amilgil, E., 1992. Jeotermal Enerji. Y ı ld ız Teknik Üniversitesi Kocaeli Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisli ğ i Bölümü, Say ı 262, İstanbul

Xilal, Z., 1993. Geotermometry and Mineral Equilibrium of Thermal Waters From The Guanzhong Basin-China, United Nations University geothermal Training Program, report 16, Reykjavik

60