Drainage Characteristics of the Cappadocia Region

Year 2019, Issue: 38, 23 - 34, 29.06.2019

Muhammed Zeynel Öztürk , Demet Özkan Mesut Şimşek

https://doi.org/10.26650/JGEOG2019-0002

Abstract

The morphology of the widespread badlands in the region of Cappadocia has mainly been the result of erosional processes on ignimbrite and tuff formations. Fairy chimneys are the most characteristic landforms of badlands morphology and many factors are responsible for the formation of these landforms in the region. Bedding, hardness and porosity of ignimbrites, shape, size and frequency of discontinuities in ignimbrites, slope, climate and drainage properties etc. of the area all significantly contribute to the development of badlands and fairy chimneys. In this study, drainage properties, which are one of the main controlling factors in this development, were investigated referencing 1/25.000 scale topography maps. Firstly, all valley thalwegs were digitized using GIS. Subsequently, the Strahler order numbers of each stream were determined, and a drainage density map was created. Basing our results on maximum drainage densities, the highest drainage density (15.3 km/km2) in the study area was identified in ignimbrite and tuffs in the Göreme National Park, whilst, the lowest drainage densities were located on plateau surfaces (basalt (9 km/km2), dacite (4.2 km/km2) and andesite (3.2 km/km2) in the southern part of the study area. According to the Strahler order method, 53% and 22.7% of all streams belong to first and second orders, respectively. All these results show that drainage conditions on ignimbrite and tuffs are determinant factors in the formation of both badlands morphology and fairy chimneys. 

Keywords

Drainage characteristics, erosion, ignimbrite, Cappadocia

Kapadokya Bölgesinin Drenaj Özellikleri

Abstract

Kapadokya bölgesinde erozyonal süreçlere bağlı olarak ignimbirit ve tüfler üzerinde kırgıbayır topografyası yaygın olarak oluşmaktadır. Kırgıbayır topografyası içerisinde en dikkati çeken yer şekilleri ise peribacalarıdır ve bölge içerisinde peribacalarının oluşumunu denetleyen çok fazla sayıda faktör bulunmaktadır. İgnimbiritlerin tabakanlanma, sertlik ve gözeneklilik özellikleri, topografik eğim koşulları, ignimbiritler içerisindeki süreksizliklerin şekli, boyutu ve sıklığı, iklimsel özellikler, drenaj koşulları vb. unsurlar başta peribacaları olmak üzere kırgıbayır topografyasının gelişimi üzerinde etkilidir. Bu çalışmada alandaki kırgıbayır topografyası ve peribacası gelişimini denetleyen ana etmenlerden bir tanesi olan drenaj özellikleri 1/25.000 ölçekli topografya haritalarına göre incelenmiştir. İlk olarak topografya haritalarından tespit edilen tüm vadiler CBS ortamında sayısallaştırılmıştır. Ardından her bir vadiye dizin numarası girilmiş ve drenaj yoğunluğu haritası oluşturulmuştur. Haritalama çalışmalarına göre 553 km2’lik alan içerisinde en yüksek akarsu yoğunluklarına Göreme Milli Parkı sınırları içerisindeki ignimbirit ve tüflerde ulaşılmaktadır (15.3 km/km2). Maximum akarsu yoğunluğunda en düşük değerler güney kesimdeki plato yüzeylerinde bazalt (9 km/km2), andezit (3.2 km/km2) ve dasitler (4.2 km/km2) üzerinde görülür. Strahler yöntemine göre akarsu dizinlerinin %53’ü 1. ve %22.7’si 2. dizine aittir. Elde edilen bu sonuçlar Göreme Milli Parkını içine havzalarda en yüksek akarsu yoğunluğunun milli park içerisindeki ignimbirit ve tüfler üzerinde olduğunu göstermiştir. 

Keywords

Drenaj yoğunluğu, erozyon, ignimbirit, Kapadokya

References

• Arık, A. (1981). Avanos (Nevşehir) yöresinin jeomorfolojisi. Jeomorfoloji Dergisi, 10, 139-154.
• Altın, B, N. & Toprak, V. (2007). Akarsu ağının morfolojik evrimi ile bölgesel tektonizma arasındaki ilişki Damsa ve Soğanlı havzaları örneği. 66. Jeoloji Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı.
• Atabey, E. (1989a). 1/100000 ölçekli açınsama nitelikli Türkiye jeoloji haritası serisi, Kayseri K33 paftası. MTA Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi.
• Atabey, E. (1989b). 1/100000 ölçekli açınsama nitelikli Türkiye jeoloji haritası serisi, Kayseri L33 paftası. MTA Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi.
• Aydan, Ö. & Ulusay, R. (2003).Geotechnical and geoenvironmental characteristics of man-made underground structures in Cappadocia, Turkey. Engineering Geology, 6, 245-272.
• Aydar, E., Çubukçu, H.E., Şen, E. & Akın, L. (2012). Central Anatolian Plateau, Turkey: incision and paleoaltimetry recorded from volcanic rocks. Turkish Journal of Earth Sciences, 22, 739-746.
• Baba, A., Kaya, A. & Türk, N. (2005). Fairy chimneys of Cappadocia and their engineering properties. Journal of Applied Sciences, 5, 800-805.
• Bilgili, B. (2018). Kapadokya bölgesi Nevşehir yöresi kültürel varlıklarının bozulmalarına neden olan etmenler. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(1), 60-74.
• Chaput, E. (1947). Türkiye’de jeolojik ve jeomorfolojik tetkik seyahatleri. İst. Univ. Yay. 324, Ed. Fak. Coğ. Enst. Neş. 11, İstanbul.
• Çiçek, İ. (1995). Türkiye›de kurak dönemin yayılışı ve süresi (Thomthwaite metoduna göre). Türkiye Coğrafyası Ar. ve Uy. Mer. Dergisi, 4, 77-102.
• Çiner, A., Sarıkaya, M.A. & Aydar, E. (2013). Comments on ‘‘Monitoring soilerosion in Cappadocia region (Selime–Aksaray–Turkey)’’ by Yilmaz et al. (Environ Earth Sci 2012, 66, 75–81). Environ Earth Sci. 70, 1927–1931.
• Çiner, A., Doğan, U., Yıldırım, C., Akçar, N., Ivy-Ochs, S., Alfimov, V., Kubik, P.W. & Schlüchter, C. (2015). Quaternary uplift rates of the Central Anatolian Plateau, Turkey: insights from cosmogenic isochron-burial nuclide dating of the Kızılırmak Riverterraces. Quat. Sci. Rev. 107, 81–97.
• Çiner, A. & Aydar, E. (2019). A fascinating gift from volcanoes: The fairy fhimney sand underground cities of Cappadocia. In Land scapes and Landforms of Turkey (535-549). Springer, Cham.
• Doğan, U. (2011). Climate-controlled river terrace formation in the Kizilirmak Valley, Cappadocia Section, Turkey: inferredfrom Ar–Ar dating of Quaternary basalt sand terraces stratigraphy. Geomorphology, 126 (1–2), 66–81.
• Doğan, U., Şenkul, Ç. & Yeşilyurt, S. (2018). First paleo-fairy chimney findings in the Cappadocia Region, Turkey: a possible geomorphosite. Geoheritage https://doi.org/10.1007/s12371-018-0320-1.
• Dönmez, M., Akçay, A. E. & Türkecan, A. (2005). 1/100000 Ölçekli açınsama nitelikli Türkiye jeoloji haritası serisi, Kayseri K34 Paftası. MTA Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etütleri Dairesi.
• Emre, Ö. & Güner, Y. (1985). Ürgüp-Avanos-Üçhisar (Nevşehir) arasının uygulamalı jeomorfolojisi. MTA Derleme Rapor no: 7677.
• Emre, Ö. & Güner, Y. (1988). Ürgüp yöresi peribacalarının morfojenezi. Jeomorfoloji Dergisi, 16, 23-30.
• Erinç, S. (2000). Jeomorfoloji I. (6. Basım). Der Dayınları, İstanbul.
• Erguler, Z. A. (2009). Field-based experimental determination of the weathering rates of the Cappadocian tuffs. Eng. Geol. 105 (3–4), 186–199.
• Erşen, A. (2010). Avanos-Yemliha arasının jeomorfolojisi. Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), Erzurum.
• Garcia-Vallès, M., Topal, T. & Vendrell-Saz, M. (2003). Lichenic growth as a factor of physical deteriorationor protection of Cappadocian monuments. Environ. Geol. 43 (7), 776–781.
• Giovanni, L. (1971).The rock settlements,arts of Cappadocia.Nagel Publishers, Geneva.
• Howard, A. D. (1994). Badlands. In Geomorphology of desertenvironments (213-242). Springer, Dordrecht.
• Innocenti, F., Mazzuoli, R., Pasquare, G., Radicatidi Brozolo, F. & Villari, L. (1975). The Neogenecalc-alkaline volcanism of Central Anatolia: geochronological data on Kayseri-Nijdearea.Geol. Mag. 112, 349-360.
• Görüm, T., Gökçeoğlu, C., Zorlu, K., Tunusluoğlu, M. C. & Nefeslioğlu, H. A. (2007). Kapadokya bölgesindeki aşınım birimlerinin morfometrik özellikleri. Kapadokya Yöresinin Jeolojisi Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 53-70.
• Güngör, Ş. (2016). Koruma statülerinin koruma-kullanma dengesine etkisi: Zelve Açık Hava Müzesi (Nevşehir/Avanos). Gaziantep University Journal of Social Sciences 15(1),205-223.
• Koçyiğit. A. & Doğan, U. (2016). Strike-slip neotectonic regime and related structures in the Cappadocia region: a case study in the Salanda basin, Central Anatolia, Turkey. Turk J Earth Sci. 25, 393–417.
• Kopar, İ. (2010). Akdağ ve Topuz Dağı (Nevşehir) civarındaki peribacaları gövdesinde oluşan oksidasyon kabuğu ve morfojenetik önemi. Türk Coğrafya Dergisi, 54, 53-68.
• Le Pennec, J.-L., Temel, A., Froger, J.-L., Şen, S., Gourgaud, A. & Boudier, J.-L. (2005). Stratigraphy and age of the Cappadocia ignimbrites, Turkey: reconciling field constraints with paleontologic, radiochronologic, geochemical and paleomagnetic data. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 141, 45- 64.
• Mues-Schumacher, U. & Schumacher, R. (1996). Problems of stratigraphic correlation and new K-Ar data for ignimbrites from Cappadocia, central Turkey. International Geology Review, 38, 737-746.
• Nadal-Romero, E.,Martínez-Murillo, J. F., Vanmaercke, M. & Poesen, J. (2011). Scale-dependency of sedimentyield from badland areas in Mediterranean environments. Progress in Physical Geography, 35(3), 297-332.
• Ozaner, S. & Atiker, M. (2006). Kapadokya Yöresi’nin jeomorfolojik oluşum ve gelişimi ile ekoturizm ve jeopark potansiyeli, Kapadokya Yöresi’nin bilimsel eğitim amaçlı kullanımı projesi-II, Proje No: TÜBİTAK YDABAG 105Y017, Ankara.
• Özdemir, H. (2006). Taşkın çalışmaları açısından topografik haritalardan ve DEM’den üretilmiş akarsu morfometrik özelliklerin karşılaştırılması. 1. Uzaktan Algılama-CBS Çalıştay ve Paneli-2006 (UZAL-CBS-2006).
• Özdemir, H. (2011). Havza morfometrisi ve taşkınlar. Fiziki Coğrafya Araştırmaları; Sistematik ve Bölgesel, Türk Coğrafya Kurumu Yayınları, 5, 507-526.
• Öztürk, M. Z., Çetinkaya, G. & Aydın, S. (2017). Köppen-Geiger iklim sınıflandırmasına göre Türkiye’nin iklim tipleri. Coğrafya Dergisi, 35, 17-27.
• Pasquarè, G. (1968). Geology of the Cenozoic volcanic area of Central Anatolia. Atti Accademia Nazionale dei Lincei 9, 55–204.
• Phillips, C. P. (1998). The badlands of Italy: a vanishing landscape. Applied geography, 18(3), 243-257.
• Polat, S. & Güney, Y. (2013). Damsa çayı vadisinde (Cemil-Şahinefendi köyleri arası) kaya düşmesi olayı ile peribacası oluşumu arasındaki ilişki. Marmara Coğrafya Dergisi, 28,18-46.
• Sarikaya, M.A., Çiner, A. & Zreda, M. (2015). Fairy chimney erosion rates on Cappadocia ignimbrites, Turkey: Insights from cosmogenic nuclides. Geomorphology, 234, 182–191.
• Sayın, M. N. (2018). Fairy chimney development in cappadocian ignimbrites (Central Anatolia, Turkey). Ortadoğu Teknik Üniversitesi (Doktora Tezi), Ankara.
• Strahler, A. N. (1957). Quantitative analysis of watershed geomorphology. Transactions, American Geophysical Union 38, 913-920.
• Sür, Ö. (1966). Nevşehir ve Ürgüp çevresinde jeomorfoloji araştırmaları. Coğrafya Araştırma Dergisi, 1, 179-200.
• Şener, M. F. (2015). Kapadokya jeotermal provensinin jeotermal kaynak potansiyeli. Niğde Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (Doktora Tezi), Niğde.
• Şener, M.F., Şener, M. & Uysal, T. (2017). The evolution of the Cappadocia geothermal province, Anatolia (Turkey): geochemical and geochronological evidence. Hydrogeology Journal, 8, 2323-2345
• Tanrıkulu, İ. (2016). Türkiye’de peribacalarının (badlands topoğrafyası) coğrafi dağılımı ve peribacalarının oluşum ve gelişimini etkileyen doğal faktörler. Harran Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), Şanlıurfa.
• Temel, A. (1992). Kapadokya eksplosif volkanizmasının: petrolojik ve jeokimyasal özellikleri. Hacettepe Üniversitesi (Doktora Tezi), Ankara.
• Topal, T. (1995). Formation and deterioration of fairychimneys of the Kavak tuff in Ürgüp-Göreme area (Nevşehir-Turkey). Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Doktora Tezi), Ankara.
• Topal, T. & Doyuran, V. (1997). Engineering geological properties and durability assessment of the Cappadocian tuff. Engineering Geology 47, 175-187.
• Topal, T. & Doyuran, V. (1998). Analyses of deterioration of the Cappadocian tuff, Turkey. Environmental Geology, 34(1), 5-20.
• Tromp, S.W. (1942). Niğde-İncesu, Kızılırmak ve Tuzgölü arasında bulunan mıntıkaların jeolojik etüdü. MTA Rapor no: 1450.
• Tucker, G. E., Catani, F., Rinaldo, A. & Bras, R. L. (2001). Statistical analysis of drainage density from digital terrain data. Geomorphology, 36(3-4), 187-202.
• Turoğlu, H. (1997). İyidere havzasının hidrografik özelliklerine sayısal yaklaşım. Türk Coğrafya Dergisi, 32, 355-364.
• Türkeş, M. (2005). Orta Kızılırmak Bölümü güney kesiminin (Kapadokya Yöresi) iklimi ve çölleşmeden etkilenebilirliği. Ege Coğrafya Dergisi, 14(1-2), 73-97.
• Utlu, M. & Özdemir, H. (2018). Havza morfometrik özelliklerinin taşkın üretmedeki rolü Biga Çayı havzası örneği. Coğrafya Dergisi, (36), 49-62.
• Yalçınlar, İ. (1969). Strüktüral jeomorfoloji, Cilt II. İstanbul Üniversitesi Yayınları No: 878, İstanbul.
• Yılmaz, H.M., Yakar, M., Mutluoglu, O., Kavurmaci, M. M. & Yurt, K. (2012). Monitoring of soil erosion in Cappadocia region (Selime-Aksaray-Turkey). Environ Earth Sci, 66, 75–81.