Late quaternary glaciations and cosmogenic 36Cl geochronology of mount Dedegöl

Abstract

Son yıllarda, Türkiye'de bulunan dağlar hakkında yapılan araştırmalar, buzul jeokronolojisinde kayda değer bir ilerleme kaydetti. Bu çalışmalar, büyük buzul ilerlemelerinin Geç Pleistosen'de ve kısmen de Holosen'de gerçekleştiğini göstermektedir. MIS-2 buzullarının maksimum yayılımı, Son Buzul Maksimumu (LGM, yani 21 bin yıl önce) sırasında meydana gelmiştir. Bazı dağlarda buzulların uzunluğu 6 km'ye ulaşmıştır. Batı Toroslar bölgesinde bulunan Dedegöl Dağı'nın kuzeyinde (37.64oN, 31.27oE, 2992 m) geçmiş buzulların yayılımı ve ne zaman aktif oldukları bilinmiyordu. Zahno vd. (2009), Dedegöl Dağı'nın doğu kesiminde yer alan Muslu Vadisi'nde kozmojenik 10Be ve 26Al ile kozmojenik tarihlendirme yöntemini kullanmıştır. Yapılan çalışmada LGM buzullarının 29.6 ± 1.9 bin yıl önce geri çekildiğini ve küresel Son Buzul Maksimumundan sonra ortadan kaybolduğunu öngörmüştür. Zahno vd. (2009) göre, buzulların geri çekilişleri 17.7 ± 1.4 bin yıldan fazla değildir. Çılğın (2015), Dedegöl Dağı'ndaki moren depolarını OSL tarihlendirme methodunu kullanarak tarihlendirmiş ve birden fazla buzullaşmanın var olduğu kanıtına ulaşmıştır.Bu çalışmanın temel amacı Dedegöl Dağı'nın kuzey vadilerinde buzul jeomorfolojisini belirlemek ve kozmojenik tarihlendirme ile buzul jeokronolojisine elde etmektir. Bu amaçla çalışma alanının jeomorfolojik haritaları hazırlandı. Daha sonra, kozmojenik yüzey tarihlendirme için morenlerden kaya örnekleri alınmıştır.Ana buzul vadileri ve moren sınırları GPS kullanılarak haritalandırılmıştır. Buzullar tarafından oluşturulan yanal morenler ve sirkler gibi hem aşınım hem de birikim şekilleri belirlenmiştir. Bu yer şekilleri, yüzey morfolojilerini analiz etmek için doğrudan gözlem ile çizilmiştir. Arazi çalışması sırasında morenlerin yükseklik, uzunluk ve genişlik özellikleri ile numune yerleri not edilmiştir. Arazi çalışmalarından sonra arazi ve CBS veri tabanı yapısından elde edilen veriler CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) yazılımında (ArcMap 10.3) topoğrafya haritaları ile karşılaştırılmış ve yeni haritalar üretilmiştir. Her buzul vadisi için, örnek lokasyonlarına, tüm moren tiplerine, sirklere ve diğer buzul yer şekillerine dayanılarak jeomorfoloji haritaları hazırlanmıştır.Dedegöl Dağı'nda kozmojenik 36Cl tarihlendirme yöntemi, morenlerin kozmik radyasyona maruz kalma yaşlarını belirlemek için kullanılmıştır. Bu şekilde, herhangi bir kayaç yüzeyinin yeryüzünde maruz kaldığı zaman süresi belirlenebilir. (Davis ve Schaeffer, 1955; Phillips vd, 1986; Zreda vd, 1991; Zreda ve Phillips, 2000). Kozmojenik 36Cl tarihlendirmesi için numuneler, morenlerin üzerindeki bloklardan toplanmıştır. Blokların üst birkaç santimetresinden çekiç ve keski kullanılarak numuneler alınmıştır. Bloklar konumlarına göre seçilmiştir. Bloklar, görünüşleri, boyutları, korunmaları ve sırttaki konumlarına göre örneklenmiştir. Moren matrisinde güçlü kökleri olan dayanaklı bloklar tercih edilmiştir.ITU/Kozmo-Lab'da hazırlanan nihai hedef numuneler ASTER AMS laboratuvarına (Fransız Ulusal Tesisi, CEREGE, Aix en Provence) gönderilmiştir. Elde edilen sonuçlardan yüzey yaşlarını elde etmek için 36Cl Exposure Age Calculator v2.0. CRONUS Calculator kozmojenik yüzey hesaplama yazılımı kullanılmıştır (http://cronus.cosmogenicnuclides.rocks/2.0/html/cl/).Dedegöl Dağı'ndaki morenlerden toplam 20 numune toplanmıştır. Sayacak, Kisbe ve Karagöl vadilerinden 20 örnek tarihlendirilmiştir. Sayacak Vadisinde sekiz örnek, Kisbe Vadisi'nde beş örnek ve Karagöl Vadisi'nde yedi örnek tarihlendirilmiştir.Dedegöl Dağı'ndaki morenlerden elde edilen kozmojenik 36Cl yaş verileri Türkiye buzul jeokronolojisine katkıda bulunmuştur. Dedegöl Dağının kuzey vadilerindeki morenlerden alınan 20 örnek kozmojenik 36Cl tarihlendirme yöntemiyle tarihlendirilmiştir. Elde edilen bu yaşlar Dedegöl Dağı'nda en az 3 farklı buzullaşma döneminin kanıtlarını ortaya koymuştur. Son Buzul (Late Glacial) morenleri; 29.1 ± 1.7 bin yıl ve Erken Holosen morenleri 10.9 ± 0.8 bin yıl önce Sayacak Vadisi'nde depolanmıştır. Karagöl Vadisi'nde ise, Geç Buzul (Late Glacial) dönemine ait morenler; 13.5 ± 0.7 ve 16.4 ± 1.1 bin yıl önce depolanmıştır. Kisbe Vadi'sinde sadece Holosen morenleri; 11.6 ± 0.7 bin yıl önce depolanmışlardır.Kozmojenik yüzey tarihlendirme sonuçları Dedegöl Dağı'nda maksimum buzul ilerlemesinin 32.4 ± 3.3 bin yıl önce olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen yaşlara göre en yaşlı morenler Sayacak vadisi'ndeki hummocky morenlerdir. Bu yaşlar Son Buzul Maksimumu (21 ± 2 bin yıl öncesi) öncesi buzul yayılımının olduğunu kanıtlamıştır. En yaşlı morenlerden alına bu örneklerin ortalaması alındığında, Dedegöl Dağı'nda maksimum buzul ilerlemesi 29.1 ± 1.7 bin yıl önce olmuştur.Karagöl Vadisi'nde iyi korunmuş Geç Buzul (Late Glacial) morenleri ortalama15.4 ± 0.9 bin yıl öncesi olarak tarihlendirilmiştir. Elde edilen yaşlar ise 13.5 ± 0.7 ve 16.4 ± 1.1 bin yıldır. Karagöl Vadisi cephe moreninden elde edilen bu yaşlar Geç Buzul döneminin kanıtlarını sunmuştur.Dedegöl Dağı'nda Erken Holosen dönemine ait morenler tarihlendirilmiştir. Kisbe Vadisi'nde yalnız Erken Holosen morenleri (11.6 ± 0.7 bin yıl) tespit edilmiştir. Sayacak Vadisi sağ yanal moreni 10.9 ± 0.8 bin yıl, Karagöl Vadisi hummocky morenleri ise 11.6 ± 0.7 bin yıl olarak tarihlendirilmiştir.

Recent years experienced a significant advance in the glacial geochronology of the Turkish mountains. These studies suggested that major glacial advances were occurred in the Late Pleistocene and partly in Holocene. Maximum extent of MIS-2 (Marine Isotope Stage) glaciers happened during the Last Glacial Maximum (LGM, i.e. 21 ka ago). Glaciers were as large as 6 km in length in some mountains. The extend and timing of paleoglaciers on the northern side of the Dedegöl Mountain (37.64oN, 31.27oE, 2992 m), on the western Taurus Range, was not known. Zahno et al (2009) used cosmogenic surface exposure dating method with cosmogenic 10Be and 26Al to date a glacier expansion out of the Muslu Valley, located on the eastern part of the Mount Dedegöl. They dated to maximum extent of paleo-glaciers to 24.3±1.8 ka ago and gave evidence for pronounced glacier advances prior to the global Last Glacial Maximum (LGM). According to Zahno et al (2009), the glacier retreated which driven by climatically was no later than 17.7±1.4 ka ago. Çılğın (2015) used OSL (Optically stimulated Luminescence) dating method to date the moraines in Mount Dedegöl. OSL age results revealed that at least two glacial stages occurred during late Pleistocene in the Mount Dedegöl. In this study, I focused on geomorphological evidence of the Quaternary glaciers on the northern valleys of Mount Dedegöl.The main goal of this study was to determine the glacial geomorphology and obtain the landform ages of glacial deposits of northern Mount Dedegöl. Therefore, to achieve these goals geomorphological maps of the study area were first prepared. Later, rock samples from moraines were taken for cosmogenic surface exposure dating. Main glacial valleys and moraine borders were positioned using the GPS. Both erosional and accumulation landforms such as lateral moraines and cirques formed by glaciers were determined. These landforms were sketched with direct observation to analyze the surface morphologies. The height, length and width properties of the moraines and sample locations noted during the field studies. After the field studies, the data obtained from the field and from the GIS database structure were compared and produced the final glacial geomorphological maps in GIS software (ArcMap 10.3). Based on digital cartographic symbols, sample locations, all moraine types, cirques, and other glacial landforms were drawn for each glacial valley.The cosmogenic 36Cl dating method was used in the Mount Dedegöl in order to determine the surface exposure ages of moraines. In this way, the length of time that any rock has been exposed to the cosmic radiation can be estimated. Samples for cosmogenic 36Cl dating were collected from the top of the boulders on the crest of the moraines. A hammer and chisel were used to take samples from upper few centimeters of the boulders. The boulders were selected according to their positions. Boulders were sampled based on their appearance, size, preservation and position on the crest. Stable boulders with strong roots in the moraine matrix were preferred. The sample preparation of collected rock samples was done in order to measure minute amount of cosmogenic 36Cl in rocks by AMS (Accelerated Mass Spectrometer). The laboratory methods consist of four preparation stages: (1) crushing, grinding and sieving, (2) leaching and digestion, (3) chemical separation and (4) target preparation. Final target samples prepared at ITU/Kozmo-Lab in İstanbul were taken to ASTER AMS lab, France (The French National Facility, CEREGE, Aix en Provence). Surface exposure of the samples were measured by the 36Cl Exposure Age Calculator v2.0 (http://cronus.cosmogenicnuclides.rocks/2.0/html/cl/).Rock samples were collected from a total of 20 boulders in the Mount Dedegöl. There were eight samples in Sayacak Valley, five samples in the Kisbe Valley and seven samples in Karagöl Valley in total. Cosmogenic 36Cl ages obtained from the moraines on Mount Dedegöl have contributed new information to glacial geochronology of Turkey. Twenty boulders from moraines in three glacial valleys of the Mount Dedegöl were dated by 36Cl surface exposure dating. Moraine ages from the Mount Dedegöl indicates that there are three glacial stages identified by dating of 20 samples. Pre-LGM moraines; 29.1 ± 1.7 ka and Early Holocene moraines 10.9 ± 0.8 ka were deposited in Sayacak Valley. In Karagöl Valley, LG (Late Glacial); 13.5 ± 0.7 ka and 16.4 ± 1.1 ka were deposited. There are only Early Holocene moraines; 11.6 ± 0.7 ka were identified in Kisbe Valleys.Surface exposure ages with cosmogenic 36Cl reveal that there is no glacier retreat earlier than 32.4 ± 3.3 ka ago in the Mount Dedegöl. The oldest age obtained from hummocky moraines in the Sayacak Valley give substantial evidence about ice accumulation prior to the global LGM (21 ± 2 ka). Pre-LGM ages from hummocky moraines in the Sayacak Valley are 24.6 ± 2.3 ka, 32.4 ± 3.3 and 30.3 ± 3.2 ka ago. Consequently, the timing of maximum glaciation on Mount Dedegöl can be considered as the average of both ages which is 29.1 ± 1.7 ka.The youngest glacial stage occured during the Early Holocene in the mount Dedegöl. There are only Early Holocene moraines were identified in Kisbe Valleys with ages 11.6 ± 0.7 ka. In Sayacak Early Holocene ages are obtained from right lateral moraine (10.9 ± 0.8 ka). Late Glacial moraines in the Karagöl Valley are well preserved. In Karagöl Valley, a terminal moraine was dated to 15.6 ± 1.4 ka to 17.2 ± 1.7 ka ago. Thus, it can be considered that Late Glacial glaciation in Karagöl valley occured 16.4 ± 1.1 ka ago, which is the avarage age of the terminal moraine ages.