GiRİŞ. ÜMumi geodinamiKA. Yerin təKİNİ petrofiZİKİ VƏ geokiMYƏVİ XÜsusiYYƏTLƏRİ



Yüklə 443,02 Kb.
səhifə1/5
tarix11.10.2017
ölçüsü443,02 Kb.
  1   2   3   4   5

GİRİŞ. ÜMUMİ GEODİNAMİKA.YERİN TƏKİNİ PETROFİZİKİ VƏ GEOKİMYƏVİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ.

YERİN QRAVİMETRİK PARAMETRLƏRİ.


GİRİŞ

Geodinamika elmi geotektonika və geofizika elmlərinin təmasında yaranmışdır.Geodinamika Yerin bir səyyarə kimi təkamülü ərzində onda yaranan dərinlik qüvvələri və prosesləri haqqında elmdir.Təbiət sistemi olan Yerin daxili və xarici geosferləri vardır.Geodinamika geofziki,palinspatik,riyazi və fiziki modelleşdirmə üsulları ilə Yerin geosferlərində,yəni nüvəsində,mantiyasında və litosferində struktur dəyişmələrin,müxtəlif proseslərin gedişatının xüsusiyyətlərini və qanunauyğunluqlarını öyrənir.Yerin xarici geosferlərinin(hidrosfer,atmosfer və s.) dinamikası bizlərə az məlumdur.

Yuxarıda qeyd olunan bütün geodinamiki proseslər bir-birilə sıx əlaqədardılar.Çünki Yer daxilində baş verən istənilən fiziki-kimyəvi dəyişmələr mühitdə qravitasiya tarazlığını pozaraq,mexaniki hərəkətlər ve deformasiyaların yaranmasına səbəb olurlar.Bütün bu proseslər birlikdə süxurların tərkibinin,növünün və yatım formalarının dəyişməsinə gətirib çıxarırlar.Buradan göründüyü kimi geodinamikanın hər iki aspektinin birlikdə öyrənilməsi zərurətdir,yəni Yer daxilində fiziki-kimyəvi dəyişmələr nəticəsində mühitdə qravitasiya tarazlığının pozulması hesabına yer qabığında baş verən tektonik hərəkətlər.

Geokimyəvi və petroloji məlumatlar Yerin təkinin tərkibini öyrənməyə imkan verir.Eksperimental tədqiqatlar yüksək təzyiq və temperaturda Yer maddəsinin müxtəlif dərinlikdəki fiziki halı və parametrləri haqqında fikir söyləməyə imkan verir.Yer maddəsinin fiziki xüsusiyyətləri haqqında məlumatları,eləcə də bütövlükdə onun həcm və kütləsinin təyinindən alırlar.Bu məlumatlar Yerin nüvəsinə doğru sıxlığın kəskin artmasını,Yerin daxili geoferlərində baş verən müxtəlif fiziki dəyişmələr və kimyəvi reaksiyalar haqqında fikir söyləməyə imkan verir.Bundan əlavə geodinamika günəş sisteminin yaranmasından irəli gələn nəzəri mülahizələrə əsaslanır.Ümumən qəbul olunur ki,Günəş sistemi səyyarələri plazma halında olan qaz-toz dumanlığı maddəsinin nəticəsində yaranmışdır.Beləliklə,Yer kürəsi ilkin soyuq və differensiallaşmış tədricən qizan sonar isə sistemin təkamülü sayəsində soyuyan maddədən formalaşmışdır.

Keçən əsrin ikinci yarısında aparılmış tədqiqatlar nəticəsində Dünya okeanı akvatoriyasının öyrənilməsi və yeni kəşflərin edilməsi ve yeni nəzəriyyələrin inkişafına səbəb oldu. Belə nəzəriyyələrdən ən mükəmməli “Litosfer plitəsi tektonikası” nəzəriyyəsidir. Bu nəzəriyyə çərçivəsində geodinamika ilə yanaşı,bir sıra geoloji elmlər də inkişaf etməyə başladı.

İlk mərhələdə sırf kinematik konsepsiya kimi meydana gələn bu nəzəriyyə,sonrada təkmilləşməyə və dərinləşərək genişlənməyə Yerin təkamülünün və quruluşunun ümumi kəmiyyət nəzəriyyəsinə çevrildi.

Həll etdiyi məsələlərdən asılı olaraq geodinamika elmini aşağıdakı bölmələrə ayırmaq olar:

ÜMUMİ GEODİNAMİKA-Yerin daxili geosferlərinin dinamikası,yəni Yer daxilində yer maddəsinin hərəkət formaları və onların törətdiyi prosesləri öyrənir.

FƏRDİ GEODİNAMİKA-litosfer plitələrin hərəkətini və onunla əlaqədar tektonik və maqmatizm proseslərini öyrənir.Son zamanlar fərdi geodinamikada öyrənilən məsələlərdən asılı olaraq şaxələnmə baş verir,yəni ayrı-ayrı geodinamiki istiqamətlər yaranır,missal üçün,Rift zonalarının geodinamikası,fəal və passiv qitə kənarlarının geodinamikası,daxili proseslərin geodinamikası və s.

REGİONAL GEODİNAMİKA-ərazi etibarilə məhdud olan Yer qabığının mövcud hissələrinin geodinamikasını öyrənməklə məşğuldur.

TARİXİ GEODİNAMİKA,yaxud PALEOGEODİNAMİKA-regional və planetar miqyasda keçmişin geodinamikasını bərpa edərək,öyrənməklə məşğuldur.

Geodinamika geofizika, geotektonika, petrologiya və s. yer elmləri, paleontologiya, fizika, kimya kimi elmlərlə də sıx əlaqəlidir.



ÜMUMİ GEODİNAMİKA

YERİN TƏRKİBİNİN PETROFİZİKİ VƏ GEOKİMYƏVİ XÜSUSİYYƏTLƏRİ

Yerin daxili quruluşunu öyrənmək üçün hal-hazırda geologiyada çox çeşidli müxtəlif üsullardan istifadə edilir. Onlardan dərin və ən dərin quyuların qazılmasını, Yerin təbii fiziki sahələrinin (qravitasiya, maqnit, elektrik və.s ) ölçülməsi və təhlili. Üsulların hər biri müxtəlif tədqiqat dərinliyi, mükəmməlliyi, doğruluğu və alınmış nəticələrin interpretasiya dəqiqliyi ilə fərqlənir.


YERİN FORMA VƏ ÖLÇÜLƏRİ

Vaxtilə İsaak Nyuton ( 1642-1727 ) ilk dəfə olaraq Yerin formasının fırlanma ellipsoidinə çox yaxın olan sferoidə oxşamasını söyləmişdir.


H = Orthometric Height

h = Ellipsoidal Height H = h – N

N = Geoid Height

c:\users\vaqifchik\desktop\p2001be15g18001.jpg
Yer səthi mürəkkəb formaya malikdir. Onun qitə relyefi səthindən hündürlüyü 8848m (8888m Harun Taziyevə görə ) qədər olan dağ zirvəsi ( Himalay dağında Comolunqma yaxud Everest zirvəsi ) və Sakit okenda Havay adaları akvatoriyasında yerləşən vulkan mənşəli Mauna Kea dağının hündürlüyü 9210m qədərdir. Lakin onun 5000 m okean səthindən aşağıda 4210 m isə okean səthindən üstdə yerləşir. Yer səthi eləcə də dərinliyi km-lərlə ölçülən okena çökəklikləri və daha böyük dərinliyə malik olan dərin su novlarından və uzunluğu 10000 km-lərlə ölçülən Orta okeanik dağlar silsiləsindən ibarətdir. Misal üçün Flippin dənizi ilə Sakit okean arasında yerləşən dərinliyi 11022 m-ə çatan dərin su novu olan Marian çökəkliyi mövcuddur. Gətirilən misallardan göründüyü kimi Yer səthinə ekstremal nöqtələri arasındakı yüksəkliklər fərqi ( 8848 –(-11022)=19870 m yaxud 8880- (-11022) = 19902 m –dir. Hazırda Yerin forması şərti olaraq geoid kimi qəbul edilir. Okean səthini qitələrdən keçirərək onun üstündə qalan süxur kütləsi ilə okean çökəklikləri doldurularsa nəticədə alınan sferik cismə GEOİD deyilir. Geoid, ekvatorial radiusu RE = 6378,16 km, qütb radiusu Rq = 6356,78 km (orta radiusu –R= 6371 km) olan ellipsoidə çox yaxındır. Onun qütblərdə sıxılma əmsalı e =( Re – Rq ):Re = 1: 293,258 bərabərdir. Yer cənub qütbdən bi qədər batıq olduğundan həmin qütb onun mərkəzinə şimal qütbə nisbətən 242 m yaxındır. Geoidin ellipsoiddən basıqlıq fərqi 100 m-dən artıq deyil. Bu fərq Yer səthində Yer kütləsinin qeyri bərabərpaylanması ilə bağlıdır. Yer səthinin 510 mln.km2 sahəsində 361 mln .km2 , yəni 70,8% Dünya okeanına və yalnız 149 mln.km2 qitələrə məxsusdur. Bütün qitələrin sahəsinin 2:3 hissəsi şimal yarımkürədə yerləşir.



YERİN QRAVİTASİYA PARAMETRLƏRİ

Yer kütləsinin M=5,976 x 1027 q həcmine nisbəti V= 1,083 x 1027 sm3 yer maddəsinin orta sıxlığını 5,52 q / sm 3 verir. Lakin yer qabığını təşkil edən süxurların orta sıxlığı iki dəfə az 2,67q / sm3 olduğundan aydın olur ki, Yer tərkibində onun maddəsinin sıxlığı orta qiymətdən əhəmiyyətli dərəcədə artıq olmalıdır. Bu hal Yer kürəsinin geosferlərə təbəqələnməsi fikrini söyləməyə imkan verir. Bu fikri 100 il əvvəl Almaniyanın Göttingen universitetinin professoru E.Vixert tərəfindən söylənmişdir.









c:\users\vaqifchik\desktop\images.png

Ağırlıq qüvvəsinin təcili




Akkresiya yolu ilə Yeri əmələ gətirən hissəciklər mənşələri, tərkibi və sıxlığının müxtəlifliyi ilə səciyyələnirdilər. Onlar əsasən xaotik olaraq qruplaşmışdır. Nəticədə sıxlıq etibarilə kvazihomogen ( təxminən eyni tərkibli ) “ İLKİN YER” formalaşmışdır. Hal-hazırda Yer daxilində radikal istiqamətdə sıxlığın müxtəlif cür paylanması mərkəzdən qaçma və mərkəzə qaçma qüvvələrin fəaliyyətinin hesabına Yer maddəsinin sonrakı differensasiyasının nəticəsidir. Bu proses Yer maddəsinin daha sıx hissəsinin – Yerin mərkəzində, az sıxlığa malik olanın isə xarici geosferlərdə paylanmasına səbəb oldu. Nəticədə Yer maddəsinin sıxlığı Yer daxilində aşagıdakı kimi paylanmış oldu.

  • Mantiyanın tavanı 3,1 – 3,5 q / sm 3 =3,3 q / sm 3

  • Alt mantiyanın tavanında, 1000 km dərinlikdə 4,5 q /q / sm 3

  • Xarici nüvənin tavanında, 2900 km dərinlikdə 5,6 q / sm 3

  • Daxili nüvənin tavanında, 5100 km dərinlikdə 10 q / sm 3

  • Yerin mərkəzində 12,5 q / sm 3

Məlum olduğu kimi Yer ağırlıq qüvvəsi təcilinə malikdir. Ekvatorda ağırlıq qüvvəsi g= 978,049 Qal-dır. Bu kəmiyyətə Yerin fırlanmasından yaranan mərkəzdənqaçma təcilinin mənfi işarəli qiyməti də ( - 3,392 Qal ) daxildir. Qütblərdə Yerin təcilinin tam qiyməti g= 981,441 Qaldır, yəni ekvatordakından çoxdur. Yer səthinin müxtəlif nöqtələrində ağırlıq qüvvəsinin qiyməti ellipsoid səthi üzərindəki standart qiymətindən fərqlənməsi qravitasiya anomaliyası adlanır. Anomaliyalar 10 – 100 mql- larla ola bilər. ( 1Qal = 0,01 m/san2 ) Yer səthinin istənilən nöqtəsində ağırlıq qüvvəsi təcilinin həqiqi qiyməti Yerin ağırlıq qüvvəsinin, yəni kütləsinin yaratdığı cazibə qüvvəsi ilə həmin nöqtədə yaranan mərkəzdənqaçma qüvvəsinin fərqinə bərabərdir.

YERİN AĞIRLIQ QÜVVƏSİ SAHƏSİ

Yer səthində və Yerin ətrafında olan bütün cismlər Yerin mərkəzinə doğru cəhətlənmiş çəki (ağırlıq qüvvəsi) adlanan bir qüvvə ilə yerə doğru cəzb edilir. Bu qüvvə Nyutonun ümumdünya cazibə qanununa əsasən aşağıdakı düstur ilə ifadə oluna bilər:



Burada, F-Yerin ağırlıq qüvvəsi sahəsində yerləşən cismin kütləsinin yaratdığı ağırlıq qüvvəsi, G-Ümumdünya cazibə sabiti

G=6,67 ,



M- Yerin kütləsi, m-cismin kütləsi, D- səyyarənin (Yerin) mərkəzindən cismə qədər olan məsafədir. Cismin yaratdığı ağırlıq qüvvəsinin (F) qiyməti göründüyü kimi onun yerləşdiyi nöqtədən Yerin mərkəzinə qədər olan məsafənin (D) kvadratı ilə tərs mütənasibdir. Kütlənin yaratdığı qüvvə (F) sabit qiymətə malik ağırlıq qüvvəsi təcili ilə əlaqədardır.

Nyuton qanuna əsasən Yerin cazibə qüvvəsi ondan uzaqlasdıqca azalır. Yer öz cazibə qüvvəsi sahəsində (Yerin ətrafında onun kütləsinin yaratdığı Nyuton cazibə qüvvəsinin təsir mərkəzi) yerləşən müəyyən kütləyə malik bütün cismləri cəzb edir. Bu zaman yaranan cazibə qüvvəsi kəmiyyətcə cismin çəkisinə bərabərdir.

Məlum olduğu kimi dinamikanın əsas qanuna görə kütlənin yaratdığı ağırlıq qüvvəsi sabit qiymətə malik təcil ilə əlaqədardır. Bu qanunu (prinsipi) Yerin ağırlıq qüvvəsi sahəsinə tətbiq etdikdə bu sahədə yerləşən cisim ağırlıq qüvvəsi təcilinə (g) məruz qalaraq Yer səthinə Yerin radiusuna çox yaxın olan trayektoriya üzrə cəzb ediləcək və yaxud düşəcək. Ağırlıq qüvvəsi təcilinin qiyməti g= 9,814 qəbul edilir. Ekvatordan Yerin mərkəzinə qədər olan məsafə ən böyük olduğundan ağırlıq qüvvəsi təcili burada ən kiçik qiymətə malik olacaq və əksinə mərkəzdən qaçma qüvvəsi isə burada ən böyük qiymətə malikdir



olacaq.

Ağırlıq qüvvəsi təcilinin qiyməti ekvatordan qütblərə doğru artır, səbəbi isə ekvatorial radiuslar kiçildikcə mərkəzdən qaçma qüvvəsinin qiymətinin azalmasıdır.

1 Qal= 1
Deyilənlərdən görünür ki, Yerin istənilən nöqtəsində ağırlıq qüvvəsinin təcili həqiqi qiymətcə Yerin cazibə qüvvəsi ilə ( Yerin kütləsinin yaratdığı cazibə qüvvəsi) həmin nöqtədə yaranan mərkəzdənqaçma qüvvəsinin fərqinə bərabərdir.

Yer səthində ağırlıq qüvvəsinin (cismin çəkisinin) qiyməti müxtəlif amillərdən asılı olaraq aşağıdakı kimi dəyişir:

1 Altitudadan (dəniz səviyyəsindən Yer səthinə qədər olan məsafə) asılılıq: Nyutonun Ümumdünya cazibə qanuna əsasən ağırlıq qüvvəsinin qiyməti Yer səthinin hər hansı birnöqtəsində həmin nöqtədən yerin mərkəzinə qədər olan məsafənin kvadratı ilə tərs mütənasibdir. Buradan məlum olur ki, ağırlıq qüvvəsi (cismin çəkisi) dağın təpəsində onunla yanaşı olan arana nisbətən daha kiçik qiymətə nalik olacaq. Yerin ağırlıq qüvvəsinin intensivliyi ondan uzaqlaşdıqca azalır və Yerdən müəyyən bir məsafədə (Yerin cazibə qüvvəsinin sahəsinin təsir sahəsindən xaricdə) cisimlər Yerin ağırlıq qüvvəsinin təsirinə məruz qalmayacaqlar.

Qeyd etməliyik ki, Yer və Günəs sisteminin istənilən başqa səyyarəsinin ağırlıq qüvvəsinin intensivliyi onların kütləsindən düz mütənasib asılıdır. Məsələn ölçü və kütləsinə görə yerden çox çox kiçik olan Ayın ağrlıq qüvvəsi yerin ağırlıq qüvvəsi sahəsinin intensivliyindən 6 defə azdır. Günəşin ağırlıq qüvvəsi isə Yerin ağırlıq qüvvəsindən 331 dəfə böyükdür.

2. En dairəsindən asılılıq: Yer mükəmməl formaya malik sfera deyil. Əslində qütb radiusları və ekvatorial radiusdan və hətta bir birindən fərqlənirlər ( cənub qütb radius şimal qütb radiusundan bir qədər kiçikdir). Bu səbəbdən də cazibə qüvvəsi qütblərdə ekvatora nisbətən daha böyükdür. Digər tərəfdən də istər yer səthininhamar istərsədə Yerin bütövlükdə tam simmetrik formaya malim olmaması, istər cazibə, istərsə də mərkəzdən qaçma qüvvəsinin Yer səthinin müxtəlif nöqtələrində müxtəlif qiymətlərə malik olmalarına səbəb olur. Ümumi halda cazibə qüvvəsi ekvatordan qutblərə dogru artır, mərkəzdən qaçma qüvvəsi isə azalır.

3. Relyefin formasından aslılıq: Yer səthinin hər hansı bir nöqtəsinin ağırlıq qüvvəsinə həmin nöqtənin yaxınlığında olan süxur kütləsi (təpə, dağ, zirvə və s.) təsir edə bilər. Bu zaman relyefin müsbət elementi əlavə yaratdığı Nyuton cazibə qüvvəsi ilə yanaşı düzəndə olan nöqtənin cazibə qüvvəsinə təsir etmiş olur.



Yer təkinin temperaturu
Əvəllər Yer təki temperaturunun qiymətləndirilməsi Yer səthinə yaxın qradientin xətti ekstrapolyasiyasına əsaslanırdı. Qradient 25o C/km olduqda Yerin mərkəzində temperatur =158000o C-dən artıq olmalı idi. Lakin, bu həqiqətə uyğun deyil. Çünki belə temperaturun termodinamiki və kimyəvi nəticələrini təsəvvür və izah etmək çox çətindir. Bu da onu göstərir ki, Yerin təkində temperaturun qradienti Yer səthinə yaxın zonaya nisbətən çox aşağı olmalıdır.

Litosfer üçün orta geotermik qradient 13-15o C/km qəbul edilsə, 100 km dərinlikdə, yəni litosfer ilə astenosferin sərhəddində temperatur 1300-1500o C, yəni bazaltın ərimə temperaturuna uyğun olmalıdır. Bu isə öz növbəsində seysmik dalğaların nisbətən kiçik sürətilə səciyyələnən astenosfer qatının varlığını və məhz onun tərkibindən bazalt ərintisinin ayrılmasını sübut edir. Dərinliyə getdikcə geotermik qradient adiabatik prosesə uyğunlaşır, yəni təzyiqin dəyişməsindən asılıdır. Bu baxımdan 400 km dərinlikdə təzyiq 125-130 Kbar olan mühitdə temperatur 1600o C-dən arıq olmayacaq. Nüvə - mantiya sərhəddində bu yolnan temperaturun qiymətləndirilməsi 2500-3000o C, nüvədə isə 6300o cqədər olmasını göstərir.


Tnüvə=1575o C . 500 Kbar/125=6300oC

Yerin tərkibi və ilkin maddəsi
Yerin tərkibinə aid fikirlərin əsasını XX əsrin əvvəllərində V.İ.Vernadski, A.E.Fersman, F.Klark, V.M.Qoddşmidt kimi alimlər qoymuşlar. Süxurlar Yer qabığı və üst mantiyanın kimyəvi və mineroloji tərkibi haqqında müəyyən təsəvvür əldə etməyə imkan verirlər. Yerin daha dərin hissələrinin tərkibini aydınlaşdırmaq üçün meteoritlərin kimyəvi tərkibinin öyrənilməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki onlar və günəş sisteminin səyyarələri vahid plazmatik qaz-toz dumanlığından yaranmışdır.
V.Levinə görə Yer aşağıdakı kimyəvi tərkibə malikdir (%-lə) : O-34,6 ; Fe-25,6 ; Si-17,8 ; Mg-13,9 ; S-2,0 ; Ca-1,6 ; Ni-1,4 və başqa elementlər 1,7.
Günəşdən Yer səthinə ildə 5,5 . 1024 coul/il istilik enerjisi daxil olur, bu da 10min dəfə yerin hasil etdiyi daxili istilik axınından çoxdur, lakin Günəşdən gələn enerjinin =40% dərhal Yer səthindən kosmik səmaya əks olunur. 1dj (coul) = 107erq=0,239 kal.
Adiabatik proses – fiziki cisimin halının elə dəyişməsidir ki, bu zaman o, nə istilik verir, nə də alır. Misal üçün qazın sürətlə sıxılması (xarici təzyiq nəticəsində) qaz qısa zaman ərzində ətraf cisimlərə əhəmiyyətli miqdarda istilik ötürə bilmir.

Bütün Yer kürəsi Yer qabığı



Oksigen

46%

Silisium

28%

Alüminium

8%

Dəmir

6%

Maqnezium

4%

Kalsium

2,5%

Kalium

2,3%

Digər

3,2%




Silisium

15%

Maqnezium

13%

Nikel

2,4%

Kükürd

2%

Kalsium

1,1%

Alüminium

1%

Digər

<1%

Yer səthinə yaxın olan süxurların tərkibi Yerin orta tərkibindən aksigen, silisium, natrium, kalium, alüminium və radioaktiv elementlərin zəngin olmaları ilə fərqlənir. Bu elementlərin miqdarı Yerin dərininə getdikcə azalır. Dəmir və maqneziumun miqdarı isə nisbətən azdır. Bu elementlərin miqdarı isə Yerin dərininə getdikcə artır.

Yer əmələgəldiyi zaman onun təxminən eyni tərkibli olmasını ehtimal etsək, hal-hazırda üst və alt qatlar arasındakı tərkib fərqini onun maddəsinin sonradan qaravitasiya fiferensiallaşmasına məruz qalması ilə izah etmək olar. Nəticədə yüngül elementlər Yerin üst qatlarında toplanıb, ağır elementlər isə onun mərkəzinə doğru çöküblər.

Müasir təsəvvürə görə Yerin ilkin tərkibi alt mantiyada saxlanılmışdır və o, Yerin həm üst qatlarını həm də nüvəni qidalandıran geosferdir.

Yerin ayrı-ayrı qatlarının tərkibi hipotetik olaraq dolayı məlumatlar əsasında təyin edilə bilər. Üst mantiyanın tərkibi ordakı mühitə ən çox uyğun peridotitdən ibarət olması ehtimal edilir (L.P.Zonenşayn, L.A.Sovastin 1979). Bu onunla da təsdiq olunur ki, rift zonalarında üst mantiya süxurlarının yer səthinə (okean dibinə) çıxması ehtimal olunan sahələr məhz peridotitdən ibarətdir. Bazalt lavalarında rast gələn dərinlik maddəsinin əlavələri də əsasən müxtəlif peridotitlərdən, bəlkə də eklogitlərdən (qabronun ağır növləri) ibarətdir. Geofiziki məlumatlar üst mantiyanın tərkibi haqda fikir söyləməyə imkan vermirlər. Hal-haırda üst və alt mantiyanın müxtəlif kimyəvi tərkibə malik olmalarına aid əsaslı dəlil yoxdur, lakin müəyyən qədər fərqli olması da mümkündür. Ümumiyyətlə mantiya peridotitə uyğun olan silikat tərkibli maddədən ibarətdir.

Yerin nüvəsində çox yüksək sıxlığa malik (orta hesabla 11 q/sm3) maddə toplanmışdır. O mantiya nisbətən daha ağır elementlərdən ibarətdir. Dəmir ən geniş yayılmış ağır element olduğundan L.A.Zonenşayn və L.A.Savotsin (1979) hesab edirlər ki, nüvənin əsas tərkibini məhz dəmir təşkil edir. Dəmir eyni zamanda keçirici kimi Yerin maqnit sahəsinin formalaşmasından dinamoeffektin yaranmasının əsasını təşkil edə bilər. Lakin təmiz dəmir yaxud dəmir-nikel tərkibli nüvənin sıxlığı xarici nüvənin sıxlığından 3-15% artıq olmalıdır. Ona görə xarici nüvədəki dəmirə O, S, C, H kimi əlavələr birləşdirilmiş olmalıdır.

O.Q.Soroxtinə görə (1974) xarici nüvənin tərkibi birvalentli dəmir oksidi (Fe2O) kimi təsəvvür edilə bilər. Daxili nüvə isə dəmir-nikel tərkibli ehtimal edilir. Beləliklə Yer öz tərkibinə görə ümumi 3 qata ayrılır:


  1. ÜST QAT – LİTOSFER QATI – ultraəsasdan turşa qədər müxtəlif tərkibli süxurlardan ibarətdir.

  2. ORTA QAT –YERİN MANTİYASI – ultraəsas tərkibli silikatlardan ibarətdir.

  3. ALT QAT – NÜVƏ - əsas dəmir tərkiblidir.

Peridotit – ultraəsas alyumoslikatsız (çölşpatsız) süxurdur. əsasən olivin və piroksendən ibarətdir. Ikinci dərəcəli minerallar kimi mika, amfibol, qranat, serpentin iştirak edir.

Olivin – (MgFe)2SiO4



SİLİKATLAR

PİROKSENLƏR : diopsid- CaMg [Si2O6], gedenbergit- CaFe [Si2O6], avgit- Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6], jadeit- Na,Al [Si2O6], egirin- NaF [Si2O6], spodumen- LiAl [Si2O6], enstatit- Mg2 [Si2O6], hipersten- (MgFe)2 [Si2O6].

ALYUMOSİLİKATLAR – ÇÖL ŞPATLARI : albit – Na[AlSi3O8], oliqoklaz, andezit, labrador, bitovnit (albit ilə anortitin izomorf qarışıqlarıdır), anortit – Ca[Al2Si2O8].

Meteoritlərin növləri


  1. Sideritlər (FeCO3) – dəmir tərkibli meteoritlərdir, demək olar ki, bütövlükdə nikelli dəmirdən ibarətdirlər, sıxlığı d=7,5 q/sm3

  2. Siderolitlər – dəmir süxur tərkibli meteoritlərin ümumi adl, tərkibi əhəmiyyətli dərəcədə silikatlardan və nikelli dəmirdən ibarətdir, sıxlığı d=5,0 q/sm3

  3. Aerolitlər – demək olar ki, bütövlükdə silikatlardan ibarət olan meteoritlərdir, sıxlığı d=3,5 q/sm3

  4. Xondritlər – dəmirlə sementləşmiş silikatların damlaya bənzər dənəciklərindən ibarət kütlədir. Dənəciklər arası boşluqlarda KH-lərə təsadüf edilir.


Seysmoloji məlumatlara görə Yerin quruluşu

Seysmik dalğalar 21-22 dəqiqəyə Yer kürəsini tamkeçərək onun daxili quruluşu haqda təssəvvür yaratmağa imkan verirlər. Beləki, seysmik dalğalar Yer kürəsindən keçdikdə onların sürətlərinin bir neçə dəfə sıçrayışla dəyişməsi müşahidə edilir. Bu hal Yer daxilində müxtəlif sıxlığa malik maddədən ibarət bir neçə konsentrik geosferlərin olmasını göstərir Hal-hazırda 10-a qədər Geosfer ayıran səthlər seçilir.

Onlardan ikisi əsasdır:


  1. Qitələr altında 35-75 km, dünya okeanı altında isə 5-15 km dərinlikdən keçən Moxo səthidir;

  2. 2900 km dərinlikdə yerləşən Vixert-Quttenberq səthidir.

Bu sərhədlər Yer kürəsini üç əsas geosferə bölürlər

  1. Yer qabığı;

  2. Mantiya;

  3. Nüvə.

c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\2871801_orig.jpeg
Yer qabığı (geofiziki bölgüyə görə A qatı) səyyarənin xarici, Mantiyadan Moxo səthi ilə ayrılan, sülb halında olan qatıdır. Moxo səthini keçdikdə Yer maddəsinin kimyəvi tərkibi və sıxlığı dəyişir. Seysmik dalğaların sürəti kəskin olaraq artır (uzununa dalğaların sürəti 6,8-7,4-dən 8,1-8,4 km/s kimi, eninə dalğaların isə 3,4-4,1-dən 4,4-4,7 km/s qədər). Yer səthinə yaxın yatan süxurların sıxlığı 2,5-3,3 q/sm3 arasında dəyişir. Yer qabığı səyyarənin kütləsinin M=0,8%-ni təşkil edir.

MantiyaMoxo və Vixert-Quttenberq səthləri arasında yerləşir Mantiya Yerin həcminin V=83%-i və kütləsinin M=67%-ni təşkil edir. Seysmoloji məlumatlara görə mantiyada üst (B qatı), orta (C qatı) və alt mantıya (D' və D") qatlarını ayırmaq mümkündür.

Üst Mantiya(B qatı) qabığaltı hissə və astenosferdən ibarətdir. B.N.Lyustika görə qabığaltıhissə-substrat adlanır və yer qabığı ilə birlikdə litosferi təşkil edir. LitosferYerin xarici sülbgeosferidir. Litosfer Yer qabığından və (Moxo səthi ilə ondan aynlmış) Üst Mantiyanın kəskinsərhədsiz Astenosferə keçən üst sülb hissəsindən ibarətdir. Əvvəllər Litosfer Yer qabığı ilə eyniləşdirilirdi. Üst Mantiya Quttenberq qatı yaxud Astenosfer Orta Mantiyadan-410 km dərinlikdə yerləşən sərhəd səthi ilə ayrılır. Həmin sərhəd səthindən keçdikdə uzununa seysmik dalğaların sürəti 7,9-9,0-dan9,0-11,4 km/s qədər, eninə dalğaların sürəti isə 4,5-5,0-dan 5,0-6,4 km/s qədər artır. Astenoster maddəsinin sıxlığı ultraəsas süxurlar-peridotitlər üçün səciyyəvi olan 3,3-3,6 q/sm3 qədərdir

Orta Mantiya (Qolitsin Qatı, C qatı)Alt Mantiyadan 950-1000 km dərinlikdə yerləşən sərhəd səthi ilə ayrılır. Bu səthdən altda uzununa seysmik dalğaların sürəti 9,8-11,4-ə qədər eninə dalğaların sürəti isə 5,0-6,4-dən 6,4-7,3 km/s-ə qədər artır. Orta Mantiya maddəsinin sıxlığı 3,6—4,5 q/smarasında dəyişir.

Alt Mantiya(D'və D" Qatları)2900 km dərinliyə kimi izlənilir və xarici nüvədən aydın seçilən 1 dərəcəli Vixert-Quttenberq sərhəd səthi ilə ayrılır. Bu səthdən aşağı uzununa seysmik dalğaların sürəti kəskin olaraq 8,1 km/s qədər düşür, eninə dalğalar isə izlənilmir. Alt Mantiya maddəsinin sıxlığı 5,5 q/sm3 təşkil edir.

Bununla belə 2700 km dərinliyə kimi uzununadalğaların sürəti tədricən 13,5 km/s-ə qədər artır. Alt Mantiyanınaşağısında uzununa dalğaların sürəti 12,6 km/s qədər azalmasına görə keçid qat ayrılır (D'qati). Bu qat 2700-2900 km dərinlik intervalında yerləşir. Bəzi hallarda onu Berzonqatı ilə eyniləşdirirlər.



NüvəYerin mərkəzini tutur, onunhəcminin V =17%-ni və kütləsinin M=32,2%-ni təşkil edir. Seysmoioji məlumatlara görə Nüvə əsasən ağır metallardan-dəmir, nikel və çox az miqdarda onların oksidlərindən ibarətdir. Bu səbəbdən də onun sıxlığı mantiyanın sıxlığından artıqdır və 10-12,5 q/sm3 təşkil edir. Hesablamalara görə Nüvədə temperatur 6300° С, təzyiq isə 360 min kPa-a qədər artır. Belə şəraitdə Nüvənin xarici sferası (Eqatı) - 4900 km dərinliyə qədər ehtimal olunur о maye halındadır (uzununa dalğaların sürəti 8,1 -10,4 km / s arasındadır). Xarici Nüvənin həcmi, Yerin həcminin V =15,6 %, kütləsinin isə M=29,8%-ni təşkil edir. Xarici Nüvənin altında qalınlığı ~ 140 km olan 4980- 5120 km dərinlik inervalında yatan keçid F qatı yerləşir. Bu qat daxilində uzununa dalğaların sürəti 9,5- 10,4 km/s qədər artır, eninə dalğalar iziənilmir.

Daxili Nüvə (G Qatı)Yerin tam mərkəzində yerləşir, radiusu 1251 km-dir, Yerin həcminin V = 0,7%, kütləsinin isəM=l,2%-ni təşkil edir. Onun daxilində uzununa dalğaların sürəti 11,4 km / s qədər artır. eninə dalğaların sürəti isə 3,4-3,6 km /s arasındadır. Daxili Nüvənin maddəsi əriməyə yaxın olan sülb halındadır. Yerin daxili quruluşuna aid müasir məlumatlar əsasında onu qalın divarlı (Yer qabığı və Mantiyadan ibarət) kürə ilə müqayisə etmək olar. Onun daxili boşluğu xarici nüvəni təşkil edən maye ilə (xarici Nüvə ilə) doldurulmuşdur. Mayenin daxilində isə nisbətən kiçik kürəvari daxili Nüvə asılı vəziyyətdədir. Daxili Nüvəni sistemin mərkəzində asılı vəziyyətdə saxlayan Nyutonun ümumi cazibə qüvvəsidir. Daxili Nüvə Mantiyadan fərqli sürətlə yaxud, hətt onun əksinə olaraq firlanaraq dinamomaşın effekti yarada bilər. Müasir təsəvvürlərə görə məhz bu effektə, yəni dinamomaşən effektinə görə Yerin maqnit sahəsi yaranır.

Yerin maqnit sahəsi və paleomaqnitizm
c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\magnetic_field_2.jpg
Yerin daxili quruluşu və xüsusəndə onun nüvəsininquruluşu deməyə imkan verir ki, Yer böyük maqnitdir. Onu xarici sahəsi yer səthində və ətraf məkanda özünü aydın göstərir. Yerin maqnit sahəsinin intensivliyi böyük deyil cəmi 80A/m qədərdir, hal bu ki, süni elektromaqnitlərin yaratdıqları maqnit sahələrin intensivliyi yüz minlər və hətta million A\m-lərlə ölçülür.
c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\maqnit1.jpg
c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\maqnit sahesi 111.jpg

Yerin cənub geomaqnit qütbü Şimali Qrelandiyada (74oŞm.en dairəsi və 100oQb uzunluq dairəsi), şimal geomaqnit qütbü isə Antaraktida daViktoriya torpağının Şm.Şq-də (68oCb.en dairəsi və 145o Şq dairəsi) yerləşir.

Yerin maqnit sahəsinin əsasını sonsuz dərəcədə kiçik olan və Yerin mərkəzindən 430km şərqdə yerləşən maqnit dipolu təşkil edir. Geomaqnit sahəsinin dipol mənşəli olması ilə bağlı onun güc xətləri qapalı xüsusiyyət daşıyır. Onlar şimal maqnit qütbündən çıxaraq cənub maqnit qütbündə qapanırlar. Atmosferdə Yerin maqnit sahəsinin intensivliyi Yerdən olan məsafənin kubu nisbətində azalır.

c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\scan\1 002.jpg

Maqnit sahəsinin güc xətlərinin qapalı olması yüklü hissəciklər üçün maqnit tələləri sisteminin yaranmasına səbəb olur. Bu yoldan Yeri əhatə edən və Van Allen zonaları adlanan onun iki kosmik radiasiya qurşağı yaranmışdır. Qurşaqlar atmosfer qazlarının ionları və elementar hissəciklərlə doldurulmuşdur. Bu qurşaqların hər ikisi Yerin geomaqnit sahəsinin yaranmasında mühüm rol oynayırlar. Belə ki, onlar yüklü hissəciklərlə doldurulduqlarından qütblər ətrafında yaranan elektromaqnit həyəcanlanmanın keçiriciləri rolunu oynayırlar. Buna misal olaraq atmosferin üst qatlarında (100-150 km Yerdən aralı) qazların şüalanması ilə əlaqədar qütblər ətrafı süalanmanı göstərmək olar.

Maqnit tələlərini, yəni radiasiya zonalarını dolduran yüklü hissəciklər, qalaktikanın müxtəlif hissələrindən demək olar ki, işıq sürətilə gələn ağır elementlərin nüvəsi, elektron və protonlar Yerin atmosferinin Yerin atmosferinin üst qatlarında qaz atomlarının təbii parçalanması, eləcə də onun xaric qatlarına Günəşin korpuskulyar şüalanmasının təsiri nəticəsində yaranırlar. Qaz nüvələrinin təbii parçalanması adətən kosmik şüaların təsiri altında baş verir.

Daxili kosmik radiasiya (zonasının) qurşağının yüklü hissəciklərlə doldurulmasının yeni süni mənbəyi atmosferdə aparılan atom partlayışlarıdır.

Günəş küləyini təşkil edən hissəciklərin (proton və elektronların) sürəti 400 km/san yaxındır, miqdarı isə 1 sm3-də bir neçə 10 dənədir.


c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\scan\1 003.jpg


Yerin maqnit sahəsinin dipol mənşəli olması ilə əlaqədar onun gərginliyi ümumən maqnit qütblərinə doğru artır. Coğrafi ekvator zonasında isə minimal maqnit gərginliyi izodinamik, yəni dinamoekvator yerləşir. Maqnit əqrəbi ilə yəni, maqnit qütbü ilə coğrafi qütb arasında qalan üfüqi bucağa maqnit inhiraf bucağı deyilir, başqa sözlə maqnit meridianı ilə coğrafi meridian arasında qalan üfüqi bucağa maqnit inhiraf bucağı deyilir. Maqnit meridinanının üfüqi proyeksiyası ilə maqnit vektoru arasındakı bucağa maqnit meyl bucağı deyilir. Maqnit güc xəttinə şəkilmiş toxunana maqnit sahəsi gərginliyinin vektoru deyilir.



c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\scan\1 001.jpg

1634-cü ildə Qrinviç rəsədxanasında zamandan asılı olaraq maqnit inhiraf bucağının dəyişməsi müəyyən edilmişdir. Onun qiyməti 1580-ci ildə şərq uzunluq dairəsi +11.3o olduğu halda 1634-cü ildə şərq uzunluq dairəsi +4.1o olmuşdur, yəni Qrinviçlə maqnit inhiraf bucağı 54 il ərzində 7.2o azalmışdır. 1860-cı ildə isə o qərb uzunluq dairəsi - 21.5o, yəni 280 il ərzində maqnit əqrəbinin şimal qütbü qərbə doğru 33o qədər dönmüşdür. Maqnit sahəsinin inhiraf bucağının belə dəyikənliyi başqa rəsədxanalarda da müşahidə edilmişdir. Yerin maqnit sahəsinin vəziyyətinin, yəni onun qütblərinin yerinin on və yüz illərlə dəyişməsinə əsrlər dəyişməsi yaxud əsr boyu hərəkəti deyilir. Beləliklə, müəyyən olunmuşdur ki, Yerin maqnit sahəsinin qütbləri on və yüz illiklər boyu səlis şəkildə təxminən en dairəsi üzrə qərb istiqamətində hərəkət edirlər və bu hal qərb dreyfi (hərəkəti, yerdəyişməsi) adlanır. Yerdəyişmənin sürəti ildə 0.18o -dir. Deməli hazırda müşahidə edilən maqnit qütblərinin vəziyyəti təxminən 1000 ildən sonra əksinə, yəni 180o dəyimiş olacaq.

1682-ci ildə Çinin Siam vilayətində yaşayan din xadimi Gün Tişar müəyyən etmişdir ki, maqnit inhirafı gün ərzində müntəzəm olaraq vəziyyətinin dəyişir. Görünür bu hal daha güclü maqnit olan Günəşə nisbətən Yer sətninin vəziyyətinin dəyişməsi ilə əlaqədadır. Belə ki, Gün çıxanda maqnit əqrəbi hərəkətə gəlir və təxminən səhər saat 8-də (yerli vaxtla) maksimum şərqə doğru yerinin dəyişir. Günortadan sonrakı saatlarda(1200 -dan 1600 -a kim) əqrəb qərbə doğru vəziyyətini dəyişir və axşam saat 2000 -a yaxın "normal", yəni həyəcanlənmamış vəziyyətə qayıdır. İnhiraf bucağının belə dəyişilmələri ümumiyyətlə böyük deyil və nadir hallarda 0.012o-0.016o təşkil edir, lakin bu hal cihazlarla inamlı şəkildə qeydə alınır.
Yerin maqnit sahəsinə Günəşin təsiri onun korpuskulyar şüalanması vasitəsi ilə baş verir. Bu şüalanma Yerin atmosferinin yuxarı qatlarını ionlaşdırır və nəticədə orada güclü elektrik keçirici qatı - ionosfer yaranır. İşıqlanmanın gün ərzində dəyişməsi ionosferin keçiriciliyinin dəyişməsinə, atmosferdə baş verən təbii istilik cərəyanı isə ionosferdə elektrik cərəyanlarının yaranmasına səbəb olurlar. Sonuncular öz növbəsində Yerin maqnit sahəsinin vəziyyətinin gündəlik dəyişməsinə səbəb olurlar.
Yüksək dəqiqliklə aparılan ölçülər göstərdilər ki, yer səthində gün ərzində maqnit qütblərinin onların orta vəziyyətlərinə nisbətən 100 km-ə qədər yerdəyişmələri baş verir. Bunun səbəbi də ionosferdə baş verən cərəyanlardır. Buna görə də xəritələrdə coğrafi qütblərdən fərqli olaraq maqnit qütbləri nöqtələrlə yox, diametri xəritənin miqyasından asılı olaraq kiçik çevrələrlə göstərilir.
Yerin maqnit saəsi üçün eləcə də onun gərginliyinin kəskin dəyişməsi hallarında səciyyəvidir. Buna maqnit qasırgası deyilir. Maqnit qasırğası bütün yer səthi boyu eyni vaxtda yaranaraq, bir neçə saat bəzən də bir və bir neçə gün (sutka) ərzində davam edir və bir sıra hallarda elektrim xətti və cihazlarında qısa qapanma yaradır və qısa dalğalıradioötürücüləri sıradan çıxarır. Maqnit qasırğasının səbəbi, Yerin maqnit sahəsi intensivliyinin gündəlik dəyişməsində olduğu kimi, Günəşin fəaliyyətidir. Lakin əgər Yerin maqnit sahəsinin gündəlik həyacanlanması təxminən 8 A/m olursa, maqnit qasırğası zamanı bu rəqəm 10 dəfələrlə artır. Bu onunla izah olunur ki, maqnit qasırğaları Günəşdə baş verən partlayışlarla bağlıdır. Son dərəcə güclü olan bu partlayışlar çox güclü korpuskulyar şüalanma seli ilə müşayət olunur. Bu korpuskulyar .üalanma seli təxminən iki gün ərzində Yerə çatır və onun ionosferdə halqavarı elektrik cərəyanları yaradır. Maqnit qasırğaları zamanı halqavari cərəyanlar nəinki ionosferdə, eləcə də səyarənin təkində də yaranırlar. Maqnit qasırğası nəticəsində Yerin təkində yaranan bu cərəyanlar tellurik adlanır. Tellurik cərəyanlarından geofiziki kəşfiyyat məqsədilə istifadə edilir (tellurik cərəyan üsulu).

Paleomaqnetizm

Arxeoloji qazıntılar zamanı arxeoloqlar müəyyən etmişlər ki, qədim saxsı qablar zəif maqnitliyə, yəni maqnit sahəsinə malidirlər. Sonra müəyyən edilmişdir ki, onları maqnitləşdirən Yerin maqnit sahəsi olur. Saxsı qablar sobada bişdiyi zaman Yerin maqnit sahəsi öz cəhətlənməsinə uyğun onlarda "həkk" olunaraq demək olar ki, ömürlük qalır. Qədim saxsı qabların maqnit sahəsi əslində onların bişdiyi zamana uyğun olan və onlardan keçən maqnit güc xətlərinin "fotoşəkilidir". Məlum olduğu kimi maqnit xassələrinə görə bütün maddələr üç sinfə ayrılırlar: ferromaqnitlər, paramaqnitlər, diamaqnitlər. Bunlardan ən asan maqnitləşən ferromaqnitlərdir, yəni dəmir,nikel, kobal və tərkibində bu elementlər iştirak edən bəzi minerallardır. Onların maqnitləşməsi Yerin maqnit sahəsinin təsiri altında tərkiblərində olan maqnit momentlərinin yəni maddələrin domen adlanan kiçik bloklarını Yerin maqnit sahəsinin vəziyyətinə uyğun olaraq cəhətlənməsi yolu ilə baş verir. Tərkibində domenlər olan maddə Küri nöqtəsindən yüksək temperatura qədə qızdırıldıqda həmin domenlər mütəhhəriklik əldə edirlər və Yerinmaqnit sahəsinin vəziyyətinə uyğun olaraq cəhətlənirlər və soyuduqdan sonra Yerin maqnit sahəsinin dəyişməsindən asılı olmayaraq cəhətlənmni özündə saxlamış olurlar. Ferromaqnitlərin Küri nöqtəsi aşağıdakı kimidir: dəmir +770o C, nikel +358 C, kobalt üçün +1150 və s. Məhz bu yoldan gildən hazırlanan qədimi saxsı qablar peçdə bişdikləri zaman Yerin qədim geomaqnit sahəsiniözlərində həkk etmiş, yəni "yaddaşlarında" saxlamış olurlar. Bunun səbəbi isə saxsı qablar hazırlanan gillərin tərkibində adətən səpələnmiş halda maqnit xassəli minerallar, yəni ferromaqnitlər olur. Saxsı qablar peçdə bişirildikdən əvvəl onların tərkibində olan hissəciklər xaotik şəkildə səpələnmiş olurla. Lakin saxsıqablar peçdə Küri nöqtəsindən yüksək temperaturda bişdikdən sonra onlarda olan ferromaqnit hissəcikləri Yerin maqnit sahəsinin vəziyyətinə uyğun cəhətlənərək, saxsı qabı uzunmüddətli zəif sabit maqnitə çevirirlər. Beləliklə, peçdə bişdyi zamandan öz vəziyyətinin dəyişməmiş saxsı qab tapılasydı onun maqnit sahəsinin cəhətlənməsi ilə o dövrdəki Yerin maqnit sahəsinin cəhətlənməsini təyin etmək olardı.

Arxeoloqlərın bu kəşfi geoloji məlumatlar əsasında 5-10 min il yox Yer tarixinin daha çox-çox böyük geoloji zaman intervallarında qədim geomaqnit sahələrinin fəza vəzziyətlərini , yəni cəhətlənməsini təyin etməyə təkan vermişdir. Misal üçün, əgər süxur əmələgədiyi zaman onun tərkibində ferromaqnitlər mövcud idisə və süxur Küri nöqtsindən yüksək temperatura qədər qızdırılmışdırsa və o soyuyarkın Yerin həmin dövrə uyğun maqnit sahəsinin cəhətlənməsini özündə həkk etmiş olacaq. Bu yoldan süxurların əldə etdiyi maqnitlik yüsək sabitliyi ilə səciyyələnir və termoqalıq maqnitliyi adlanır. Bunlara misal olaraq yüksək maqnitləşmə xəssələrinə malik süxurları göstərmək olar. Qalıq maqnitlik xassəsinəç çökmə mənşəli süxurlar da malik ola bilərlər, baxmayaraq ki, onlar əmələ gəldikləri zaman Küri nöqtəsindən nöqtəsindən yüksək temperatura qədər qızdırmamışlar. Tərkibində ferromaqnitlər olan bu növ çökmə süxurlar formalaşanda maqnitləşmiş hissəciklər çökərək həmin dövrə uyğun olan Yerin maqnit sahəsinin cəhətlənməsinə uyğun cəhətlənmiş olurlar. Sonrakı sıxlaşma və sementləşmə prosesləri maqnitləşmiş hissəcikləri və onların cəhətlənməsini süxurda bərkitmiş olurlar.

Paleomaqnit tədqiqatlar nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, Yerin tarixində dəfələrlə geomaqnit sahəsinin inversiyası baş vermişdir. Qeyd etmək lazımdır ki, bilavasitə inversiya çox qısa zamanda baş verir. Yaxşı öyrenilmiş son 5 mln il ərzində Yerin maqnit sahəsinin inversiyasl 20 dəfəyə qədər baş vermişdir.

Ən yaxşı işlənmiş olan və Yerin maqnitizminin əmələ gəlməsini ən yaxşı izah edən hal-hazırda dinamo hipotezasıdır. Ona uyğun olaraq Yerin nüvəsində əks istiqamələrdə baş verən cərəyanlar əks qütblü maqnit sahəsi yaradırlar. Həmin cərəyanlar isə xarici-maye nüvədə baş verən istilik konveksiyası nəticəsində əmələ gələ bilərlər. Belə konveksiya zamanı maye halında olan xarici nüvəinin üst laylarında yaranan maqnit sahəsi anomaliyasının qərbə doğru yerdəyişməsinin dreyfini izah etmək olar.

Dinamo mülahizəsi ümumi halda hazırki vaxta kimi məlum olan Yerin maqnit sahəsinin bütün xüsusiyyətlərini izah edir. Lakin bu o demək deyil ki, Yerin maqnit sahəsinin əmələ gəlməsi problemi artıq həll olunub. Nə xarici nüvəinin ümumi anlayışda maye halda olması, nə də əl-əxsus onda baş verən istilik konveksiyasl hələlik əsaslı şəkildə izah olunmuş faktlar deyil. Bu səbəbdən də ciddi yanaşdıqda hətta hal hazırda maqnitin təbiəti haqqında bizim məlumatımız 2000 il bundan əvvəl yaşayan Lukresi Karın bildiyindən çox fərqlənmir.



YERİN ƏSAS İSTİLİK ENERJİ MƏNBƏLƏRİ

ÜMUMİ ANLAYIŞ

Yerin istilik enerjisinin mənbələri planetar geofizikanın və geonomiyanın fundamental problemlərindəndir. Geonomiya Yerin endogen proseslərini goloji, gofiziki və geokimyəvi üsullarla öyrənən elimdir.

Yerin ilkin əsas istilik enerji mənbələrinə aiddirlər: qravitasiya enerji yaxud ilkin Yer maddəsinin akkresiya enerjisi, qravitasiya differensiallaşmaenerjisi, radioaktiv parçalanma enerjisi və Yerin qabarmasından yaranan (sürtünmə) əylənmə enerjisi.

Yerin ilk temperaturu hesablamalara görə çox olmayıb. Bununla belə Orta Arxey yaşlı süxurlarda qədim maqmatizmin izlərinə geniş rast gəlinir. Bu da onu göstərir ki, təxminən 3,5 mlrd. il bundan əvvəl Üst Mantiyanın temperaturu bazaltın ərimə temperaturundan böyük idi, yəni təxminən 1100-1150o C idi. Hal-hazırdakı vulkanların bazalt lavalarının temperaturu 1200-1250o C qədərdir. Istilik itkisi də nəzərə alınsa bu qiymət 1300-1350o C olar. Beləliklə, Arxeyin əvvəlindən indiyə kimiÜst Mantiyanın temperaturu cəmi 100-200o C artmışdır. Bu da onu göstərir ki, Yerin daxilində onun temperaturunu saxlayan və artıran istilik enerji mənbələri mövcuddur.

Digər tərəfdən tədqiqatlar göstərir ki, konvektiv cərəyanlar Yerin inkişafının lap ilk mərhələlərindən mövcuddur. Buna sübut geosinklinal ərazilərdə Arxey yaşlı maqmatik əmələgəlmələrdə orta və turş tərkibli süxurların varlığıdır. Yerin 1-ci mlrd. ili ərzində intensiv konvektiv cərəyanlar yox idi. Eyni zamanda radioaktiv parçalanma enerjisi maksimal idi. Bu səbəbdən də 1-ci mlrd.il ərzində Yerin orta temperaturu əlavə olaraq 600-700o C qədər artmışdır, lakin çox yüksək deyildir.

Hal-hazırda yerin daxilində istilik enerjisinin yaranma intensivliyi haqda təsəvvürü onun istilik itkisi əsasında yaratmaq mümkündür. Yer səthindən keçən müasir istilik itkisinin axırı 3,14.1020-4,2.1020 erq/san-dir. Beləliklə, Yerin ümumi yəni 4,65 mlrd. il ömrü ərzində onun səmaya buraxdığı istilik enerjisinin miqdarı təxminən n.1038 erqdən az deyil. Təbiidir ki, Yer daxilində törənən istiliyin ümumi miqdarı isə bundan daha çox idi, çünki onun bir qismi Yer daxilinin qızdırılmasına və dəmir oksidlərinin parçalanmasına, əridilməsinə və başqa proseslərə sərf edilmişdir.


YERİN AKKRESİYA ENERJİSİ

Protoplazma mənşəli qaz-toz dumanlığından Yerin akkresiya, yəni plazmanı təşkil edən hissəciklərin bir-birinə yapışması yolu ilə yaranması nisbətən qısa müddətə və böyük sürətlə - 100 mln. Il ərzində baş vermişdir. Nəticədə tərkib etibarilə təxminən hemogen olan Yer kürəsi yaranmışdır. Yerin sonrakı ömrü ərzində isə çox güclü olan başqa bir proses – qravitasiya differensiallaşması baş vermişdir. Bu proses nəticəsində ilk növbədə Yer maddəsi dəmir oksidi Nüvəyə və silikat tərkibli xarici geosferə ayrılmışdır.

Günəşdən Yer səthinə ildə 5,5.1024 coul/il istilik enerjisi daxil olur, bu da 10min dəfə Yerin hasil etdiyi daxili istilik axınından çoxdur. Lakin, Günəşdən gələn enerjinin təxminən 40%-i dərhal Yer səthindən kosmik səmaya əks olunur.

Bu prosesin hər ikisi (akkresiya və qravitasiya diferensiallaşma) mahiyyətcə eyni olmaları ilə bərabər, külli miqdarda istilik enerjisinin ayrılması ilə səciyyələnir.

Eak=Upot ; Upot=Uqav – (qravitasiya enerjisi) cismi sonsuzluğa uzaqlaşdırmaq üçün tələb olunan işin yaratdığı enerjiyə bərabərdir.

Eak= - Upot

Akkresiya enerjisi geosferlərə ayrılmamış ilkin Yerin əks işarə ilə götürülmüş onun potensial enerjisinə bərabərdir: Eak= - U1. Yerin yaxud istənilən səma cisminin potensial enerjisi onun qravitasiya enerjisinə bərabərdir. Qravitasiya enerjisi isə cismi sonsuzluğa uzaqlaşdımaq üçün tələb olunan işin yaratdığı enerjiyə bərabərdir.
c:\users\vaqifchik\desktop\gkf\geodinamika\akkresiya2.jpg

Hesablamalar göstərir ki, akkresiya enerjisi çox böyük idi və təxminən 23.1038 erqə çatır. Onun bir qismi Yer maaddəsinin elastiki sııxılmasına sərf olunmuşdur (3,5.1038). qalan hissəsi isə Yerin tam əridilərək 28000o C-yə kimi qızdırıb tam buxarlanması üçün kifayət idi. Lakin, bu proses baş verməmişdir. Çünki, bu enerjinin mühüm bir hissəsi istilik şüalanması kimi səmaya səpələnmişdir. Məhz bu səbəbdən hesablamalara görə Yerin ilkin isinməsi böyük deyildi və onun kütləsinin tam əriməsi baş verə bilməzdi. Bu onunla əlaqədardır ki, Yerin temperaturu onun maddəsinin qravitasiya differensiallaşma dərəcəsinə çatdıqda, yəni Mantiya maddəsində temperaturun kimyəvi sıxlıq mübadiləsi prosesinin başlaya bilməsi həddinə çatdığı zaman, konvektiv cərəyanlar başlayanda, Yerin istilik itirməsi kəskin artmalı idi. Nəticədə, Yerin daxilində yaranan istilik enerjisi ilə onun səthi vasitəsilə istiliyin səpələnməsi arasında dinamiki müvazinət yaranmışdır.

Beləliklə, hesab etmək olar ki, akkresiya enerjisinin böyük bir hissəsi kosmik səmaya istilik şüalanması kimi səpələnmişdir. Onun az bir hissəsi isə Yer daxilinin ilkin qızdırılmasına sərf olunmuşdur.

Akkresiya enerjisinə O.Q.Soroxtin az yaşayan (qısa ömürlü) radioaktiv elementlərin enerjisini də daxil edir (26Al, 14C, U, Th), lakinkəmiyyətcə bu enerji qravitasiya enerjisinə nisbətən çox az olub. 14C – un yarımparçalanma dövrü 5,568.103 ildir.




YERİN QRAVİTASİYA DİFFERENSİALLAŞMA ENERJİSİ

Yer maddəsinin qravitasiya differensiallaşması (QD) zamanıayrılan enerji (Eqd) bircins ilkin Yerin (Ui.p) və geosferə bölünmüş müasir Yerin (Um.p) potensial enerjilərinin fərqinə bərabərdir:

Eqd= Ui.p - Um.p

Burada Ui.p bircins və Um.p geosferlərə bölünmüş müasir Yerin potensial enerjiləridir. Müxtəlif tədqiqatçılar tərəfindən hesablanmış bu enerjinin qiyməti Eq.d=(1,4+2).1038 erq arasında dəyişir. Lakin daha real kəmiyyət L.M.Naymak və O.Q.Soroxtintərəfindən hesablanmış 1,46.1038 erq ehtimal olunur. Müəyyən edilib ki, ayrılan QD enerjisinin miqdarı Nüvənin Ölçüsü ilə mütənasibdir. Enerjinin ayrılma sürəti isə Nüvənin artma sürəti ilə mütənasibdir. Bu asılılıqlara görə 1,7 – 1,8 mlrd. il əvvəl QD nəticəsində enerjinin ayrılmasa ən yüksək idi. Bu da ondan irəli gəlir ki, Nüvənin böyümə sürəti onun səthinin artması ilə və Mantiyada orta hesabla “nüvə maddəsinin” qatılığının azalma sürəti ilə mütənasibdir. Bu baxımdan maksimal QD enerjisinin ayrılması Karel geotektonik (tektonomaqmatik) dövrünə uyğun gəlir, yəni 1,7 mlrd. il bundan əvvəl.



RADİOAKTİV ELEMENTLƏRİN PARÇALANMA ENERJİSİ

Yarımparçalanma dövrü dedikdə maddədə (süxurda , mineralda və.s) olan radioaktiv elementin ən yarısının parçalanmasına tələb olunan mütləq vaxt nəzərdə tutulur. Məlumdur ki , müxtəlif radioaktiv elementlərin zaman ərzində parçalanması böyük miqdarda enerji ayrılması ilə möşaiət edilir. Radioaktiv enerjinin yaranmasında ən böyük mahiyyətə uzun ömürlü izotoplar malikdirlər. Onların yarımparçalanma dövrü Ycrin yaşı ilə uyğunlaşır. Belə izotoplara 235U, 235U, 232Th, 40K aiddirlər. Hal-hazırda radioaktiv elementlərin əsas hissəsi Ycr qabığında toplanmışdır. Təbiidir ki, zaman keçdikcə radioaktiv elementlərin Yer kürəsindəki miqdarı azalır. Misal üçün ,40K izotopunun dövrü 1,3109 il , yəni 1,3 mlrd.il təşkil edən, 40K izotopu hesablamalara görə Yerin ilk mərhələlərində onun tərkibində indikindən 8 dəfə çox idi.

Q.Makdonalda görə (1959) əsas radioaktiv elementlərin enerji ayrılmaları aşağıdakı kimidir. 238U=0,94; 235U=5,7; 232Th = 0,26; 40К=0,29 erq /q.s.)

Bu məlumatlar əsasında hesablanıb ki, hal-hazırda Yerdə 1.131020 erq/s miqdarında radioaktiv encrji ayrılır. Onun 0,861020 erq/s hissəsi qitə qabığında və yalnız 0,271020erq/s hissəsi mantiyada yaranır. Yerin bütün ömrü ərzində isə cəmi 0,431038 erq/s radiogen encrji ayrılmışdır. Radiogen enerjınin əsas hissəsi Yerin inkişafının ilk mərhələlərində yaranmışdır. İlk Yerin əmələ gəldiyi zaman radioaktiv elementlərin parçalanmasından 6.71030 erq/s enerjiayrılmışdır. Sonrakı dövrlərdə radiogen enerjinin ayrılması kəskin olaraq azaldı və hal-hazırda əvvəlki səviyyənin təxminən 4 %-ni təşkil edir, bu isə 0,27-1020 erq/s bərabərdir və müasir Yerin eneıji itkisinin cəmi 6% -nə bərabərdir. Burdan demək olar ki, radiogcn enerjinin Yerin tektonik proseslərində mahiyyəti çox azdır.

Uran mineralının kristallaşmağa başladığı annan onun tərkibində qurğuşunun (Pb) miqdarı artmağa başlayır (uranın parçalanma* sayəsinda). Bu səbəbdən də süxurun mütləq tərkibində uran olan süxurun aşağıdakı kimi təyin etmək olar:
Tswx= 4.56 109 il
YERİN QABARMADAN ƏYLƏNMƏ ENERJİSİ

Щ

Yer və səma cisimlərinin ( Günəş, Ay və.s ) qarşılıqlı cazibəsi nəticəsində onlarda şişmə və yaxud qabarıqlar şəklində qabarma deformasiyaları yaranır. Yerin bircinsli olduğu dövrdə belə deformasiyalar onun enerjı itkisi ilə (dissipasiyası) müşayət edilirdi. Qabarmalar eyni zamanda Yerin və eləcə də ona təsir edən səma cisimlərinin fırlanma rcjimlərinə təsir edərək, kinetik eneıjinin istiliyə çevrilməsi hesabına onların təkinin əlavə qızdırılmasına səbəb olurlar.

Qabarma enerjisi Yerin firianmasından yaranan kinetik enerjinin hesabına ayrılan enerjidir.



E fır = ½ J 2

Burada J-yerin ətalət momentidir, -yerin bucaq sürətidir. Müasir dövrdə Yerin firlanmasından уаranan kinetik eneıji Efır=2.161016 erq-dir.

Hesablamalar göstərir ki, hal-hazırda qabarma enerjisinin çox hıssəsi Dünya okeanında yaranır. Müasir mantiyada isə yaranan və qızdırılmaya sərf olunan qabarma enerji mıqdarı 0,9 • 1019 erq/san- dir. Lakin Yerin ilk inkişaf mərhəiəsində, okean və atmosferin olmadığı bir dövrdə bu enerjinin yaranması demək olar ki, bötövlüklə Mantiyada baş verirdi. Yerin bütün tarixi boyu onda yaranan qabarmadan əylənmə enerjinin ümumi miqdarı 2,8 • 1027 erq qədər idi.

YERİN ENERJİ BALANSI

Yerin enerji balansının kəmiyyətcə qiymətləndirilməsi aşağıdakı bi sıra çətinliklərə bağlıdır:

Müxtəlif enerji törədən proseslərin gücü,yaranmış enerjinin paylanma mexanizmi,enerjinin müasi və ələlxüsusda ilkin Yerdə ehtiyyatı haqqında məlumatların qeyri-müəyyən olmasıdır.Keçmiş geoloji zamanda Yerin kosmik səmaya istilik şüalanması yolu ilə itirdiyi enerjinin obyektiv qiymətləndirilməsi də çətinliklərlə əlaqədardır.

Məlumdur ki,radiogen və Yerin qabarmadan əylənmə enerjiləri bilavasitə istilliyə çevrilirlər,lakin qravitasiya differensiallaşma enerjisi isə yalnız qismən istiliyə keçir,çünki onun bir qismi planetin əlavə elastiki sıxılmasına sərf olunur.Beləliklə,qravitasiya differensiallaşması iki prosesə bölünür:

1.Yer maddəsinin ilk bircinsli planetdə izobarik paylanaraq,təbəqələnməsi,yəni geosferlərə bölünməsi prosesi.

2.Müasir Yerin daxilində olan real təzyiqlərə qədər onun kütləsinin adiabatik sıxılması prosesi.

Hesablamaya görə,qravitasiya differensiallaşması enerjisinin (0,9-1,23) x 1038 erq hissəsi istilik enerjisinə çevrilmişdir.Yerin ilk inkişaf mərhələsində (ilk 100 mln.il ərzində) radioaktiv və qabarma enerjilərinin miqdarı qravitasiya differensiallaşması enerjisindən çox idi.Yer yaranandan (1 mlrd il sonra) Yerin geoloji tarixinin başlanğıcından enerji əmələ gəlmənin əsas prosesi Yer nüvəsinin formalaşması ilə başlı oldu.Beləliklə,Yer öz inkişafının ilk mərhələlərində radiogen və qabarmadan əylənmə enerjilərin intensiv ayrılması hesabına qızmalı idi.Yer daxilində Temperatur astenosferin litosferdən ayrılma həddinə çataraq,konvektiv cərəyanların intensivliyinin artması hesabına ilkin litosfer plitələrə bölünərək,astenosfer səthində “üzməyə” (hərəkət etməyə) başlamışdır.Nəticədə buna uyğun olaraq astenosfer axınlarının istiqamətlərində Yerin istilik itkisi kəskin olaraq artmalı,qızdırılması isə kəskin azalmalı idi.Ən qədim püskürmə süxurların yaşına görə bu hadisə 3.7 mlrd.il əvvəl baş vermişdir,yəni belozerk tektono-maqmatik dövründə,daha qədim süxurlar Yer qabığında saxlanılmamışdır,çünki ilkin litosfer okean növünə məxsus olduğundan hələ ilk geotektonik dövrlər ərzində hissə-hissə astenosferə bataraq,onun daxilində əriyərək nəticədə bütövlükdə yol olmuşdur.

Hesablamalara görə Yerin bütün ömrü ərzində onun daxilində yaranmış istilik enerjisinin ümumi miqdarının,yəni (1.6-1.9 x 1038 erq) Yerin geoloji inkişaf dövrü,yəni 3.7 mlrd.il ərzində,istilik şüalanması yolu ilə itirilmişdir.Bu baxımdan Yerin təkində yaranan enerki ilə litosferdə inkişaf etmiş,tektono-maqmatik proseslərin enerjisinin müqayisəsi müəyyən maraq kəsb edir.Həmin proseslər Yerin enerji balansını heş də artırmırlar və əslində yuxarıda nəzərdə tutulan istilik enerjsinin itkisinə səbəb olurlar.Məlumatlara görə Yerin geoloji tarixində tektono-maqmatik proseslərə təxminən 3.6x1036 erq enerji sərf edilmişdir,yəni Yerin geoloji inkişaf dövrü ərzində istilik enerjisindən (1.0 -1.4x1038 erq) 30-40 dəfə az.






Dostları ilə paylaş:
  1   2   3   4   5


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə