«Геология» пәнінен оқу-әдістемелік кешені жоғары оқу орындарының 5В011600 «География» мамандығы бойынша оқитын студенттер, сонымен қатар магистранттарға және оқытушыларға ұсынылады

жүктеу 0,91 Mb.

бет	6/38
Дата	09.12.2023
өлшемі	0,91 Mb.
	#44613

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 38

LAURA «Геология» п нінен о у- дістемелік кешені жо ары о у орындарыны

Жер қыртысы.

Сабақтың жоспары:

Жер пішіні және оның өлшемдері
Жер бетінің бедері
Жердің ішкі құрылысы
Жердің физикалық қасиеттері

1. Жердің сыртқы түр-пішіні туралы алғашқы көзқарастар біздің эрамызға дейінгі уақыттан көп бұрын қалыптасты. Оның шар тәрізді екендігі туралы алғашқы ойлар Пифагор (біздің эрамызға дейін 530 ж.) мен Аристотельдің (біздің эрамызға дейінгі IV ғ.) еңбектерінде жазылған. Аристотель Айдың тұтылуын байқау кезінде Жердің Айға түсірген көлеңкесі доға тәрізді болып шектелетіндігіне көңіл аударған.
Геодезиялық өлшеу жұмыстарының нәтижесі Жердің сыртқы пішіні үш осьті эллипсоидқа (сфероид) жақын екендігін көрсетеді. Жердің полярлық радиусы (К_п) — 6356,8 км, экваториалдық радиусы (К_э) —6378,2 км, ал полярлық сығым мөлшері а=(К_э—К_п): К_э—1/298,2 (Ф. Н. Красовский, А. А. Изотов). Жердің орташа радиусы 6371,11 км шамасында деп есептеледі.
Жердің шын мәніндегі бейнесі өте күрделі. Ол ешқандай да геометриялық фигураға ұқсамайды. Сондықтан неміс ғалымы — физик И. Люстихтың (1873 ж.) ұсынысы бойынша Жер геоид (жерге ғана тән өзіндік пішін) пішінді деп саналады.
Геоид және сфероид пішіндері бір-біріне сәйкес келмейді (III. 1-сурет). Олардың беткі қабаттарынық аралық қашықтығының айырмашылықтары 160 м; ТМД территориясында 100 м. Геоид және сфероид аралығындағы айырмашылықты анықтау гравиметриялық және ғарыштық өлшеулер арқылы жүргізіледі. Ең соңғы жүргізілген дәл өлшемдер бойынша Жер алмұрт пішінді немесе жүрек секілді (кардиоид) деп саналады (Г. Н. Каттерфельд). Оңтүстік полюс солтүстік полюспен салыстырғанда, экваторға 242 м жақын. Жердің массасы 5,977-10²¹ т, көлемі 1,083 млрд. км³, ауданы 510 млн. км², орташа тығыздығы 5,517 г/см³. Жердің ішкі қабат-тарын құрайтын заттардың тығыздығы терендеген сайын ұлғая береді.

1-сурет. Сфероид пен геоидтың бет бедерлері.

Осыған байланысты Жердің ядросындағы заттардық тығыздығы 12,5 г/см³ болуға тиіс. Жердің жоғарғы қабатын құрайтьш тау жыныстарының орташа тығыздығы 2,8 г/см³.

2. Жер бетінін, бедер пішіндері геоидтан да күрделі. Өйткені оның қалыптасуына геалогиялық процестер зор әсерін тигізеді. Жер бетінің көпшілік бөлігін (70,8%) су, ал қалған (29,2%) бөлігін ғана құрлық алып жатыр. Дүниежүзілік мұхит сулары негізінен бір-бірімен байланысқан, тек төрт мұхит ғана материктермен бөлінген.
Материктер Жер бетінде әр түрлі болып орналасқан. Егер Жер шарын материктердің Тынық мұхиттық жағалауы арқылы екіге бөлетін болсақ, онда онын, бір жартысында барлық материктер мен Атлант және Үнді мұхиттары бірге ориаласар еді, ал екінші жарты шарды түгелдей Тынық мұхит алып жатар еді.
Жер беті бедерінің жалпы құрылысын қисық сызык; түрінде берілген гипсографиялық схемадан көруге болады (2-сурет).
Бұл схемада мұхит деңгейінен жоғары құрлық бедері көрсетілген, ал төменгі бөлігі мұхит бедерін сипаттайды. Құрлықтың ең биік нүктесі (Гималай тауы, Джомолунгма шыңы) 8848 м биіктікте орналасқан, ал еңтөменгі нүктесі 11022 м (Тынық мұхит, Мариан шұңрымасы) болып саналады. Олардың арасындағы айырмашылық~20 км.
Материктердің орташа биіктігі —875 м. Ұзыннан-ұзақ созылып жатқан тау-жоталары мен биіктаулы аймақтар әдетте континенттің шеткі жиектік бөліктеріне қарай орналасқан. Жер бетінде меридианалдық бағытта созыла орналасқан екі (Шығыс және Батыс Тынык, мұхиттық) таулы белдеу және батыстан шығысқа қарай Жерорта теңіздік белдеулер ажыратылады. Құрлықтың орташа 200 м-лік деңгейде орналасқан тегіс аудандары жазықтық деп аталады. Олар құрлықтың 20%-ін алып жатыр. Жазықтықтар материктердің шеткі және орталық бөліктерінде де орналасқан. Құрлықтың көтерінкі (1000 м-ге дейін) жоталы аудандары түгелдей таулы аймақтар деп аталады. Олар құрлықтың 53%-ін алып жатады.

2-сурет. Жер беті бедерінің гипсографиялық қисық сызығы.

Мұхиттың орташа тереңдігі ~3800 м. Мұхит түбі бедерінің құрылымы: шельф, басқаша айтқанда, материктердің таяз сулы шеткі бөліктері 200 м-ге дейінгі тереңдік (жер бетінің 5,5%-і матеріктік (континентальдық ) беткей немесе материк табан 2500-3000м-ге дейін (жер бетінін, 34,7%-і); мұхит түбі — 6000 м; терең-сулы шұңғымалар (желобтар) —>11 км; мұхиторталық тау жоталары болып бөлінеді.

3. Жердің ішкі қойнауы үш қабатқа: сыртқы — жер қыртысы, аралық — мантия, орталық — ядро болып бөлінеді. Олар сейсмологиялық зерттеулердің нәтижесінде бір-бірінен шекаралық жазықтықтар арқылы, физикалык қасиеттерінің өзіндік ерекшеліктеріне қарай ажыратылады. Бірінші реттегі шекара жоғарыда аталған геосфералардың (жер қыртысы, мантия, ядро) арасында сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығының күрт өзгеруімен сипатталады (жер қыртысы мен мантия аралығында — Мохоровичич және мантия мен ядро аралығында — Вихерт—Гутенберг жазықтықтары); екінші реттегі шекара жоғарыда айтылған геосфералардың әрқайсысының өз ішінде ғана байқала-тын өзгерістер негізінде жүргізіледі. Мысалы, сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығының жер қойнауына тереңдеген сайын біртіндеп өсуі жер қыртысын құрайтын заттардың өзгерісін көрсетеді (3-сурет).
Жердің ішкі құрылысы туралы көп жобалардың (В. Гольд-шмидтың, Г. Вашингтонның, А. Е. Ферсманның, В. Рамзейдің, А. Ф. Капустинскийдің және т. б.) ішінде неміс ғалымы, сейсмолог Б. Гутенбергтің және австралия ғалымы геофизик К. Э. Булленнін, (1961) схемасы қазіргі кездегі кең тараған жобалардың бірі болып саналады (1-кесте, 4-сурет). Олар сейсмологиялық, геофизикалык зерттеу жұмыста рының нәтижесінде жоғарыда аталған геосфераларды, олардың физикалық қасиеттерінің өзіндік ерекшеліктеріне қарай әр түрлі зоналарға. ажыратады.

3-сурет. Джефрис — Гутенберг бойынша жердің сейсмикалық моделі.

4-сурет. Жердің ішкі құрылысы (Гутенберг — Буллен моделі).

Қ. Э. Буллен бұл зоналарды (жоғарыдан төмен қарай) латын алфавитінің А-дан О-ға дейінгі әріптерімен белгілеуді ұсынады. Сонымен, жер жеті кабатқа: А — жер қыртысы; В, С, Д — мантия; Е, Ғ, О — ядро болып жіктеледі.

1 - кесте Жердің ішкі қабаттары

Жер қыртысы. Жер қыртысы жердің сыртқы қатты бөлігін кұрайды. Оның шекарасын ең алғаш анықтаған югославия ғалымы, сейсмолог Андрей Мохоровичич (1909) болды. Сондықтан, бұл шекара ғалымның құрметіне “Мохоровичич шекарасы”, қысқаша “Мохо (м) деңгейі” деп аталады.

5-сурет. Жер қыртысының схемалық құрылысы.

Жер қыртысының қалыңдығы 5—8 км-ден 70—75 км-ге дейінгі аралықта өзгеріп отырады. Оның құрылысы мен құрамы континенттер мен мұхиттар түбінде бірдей емес (5-сурет).

Континенттерде жер қыртысының орташа қалыңдығы 35—40 км (жазық алқаптарда), кейде таулы аймақтарда 50—75 км-ге дейін жетеді.
Жер қыртысының континенттік тегі үш қабаттан (жоғарыдан төмен қарай): 1) шөгінді (5—20 км); 2) гранитті-гнейс (10—30 км); 3) габбро-базальт (5—40 км) секілді тау жыныстарынан құралады. Ал мұхиттық тегі—шөгінді (1,5—2 км), кейде вулканогенді-шөгінді және базальтты (4—8 км) қабаттардан тұрады (6-сурет). Мұхит түбінде гранитті қабат болмайды.

6-сурет. Жер қыртысынын, схемалық қимасы:
I — мұхиттық тегі; II — суб-мұхиттық тегі — ойпандар; III — континентальдық тегі — жазықтықтар (а) және тау алқаптары (б); IV — субконтинентальдық тегі; 1 — су қабаты; 2 — шөгінді тау жыныстары; 3 — мұхиттық қыртыстың екінші қабаты; 4 — гранитті қабат; 5 — базальтты қабат; 6 — мантия (Нм — мантия тереқдігі).
Австрия ғалымы В. Конрад (1925) гранитті-гнейс және базальт қабаттарының аралығында (10—30 км-дей тереңдікте), тек материктерде ғана кездесетін сейсмикалық шекараның болатындығын анықтайды. Бұл шекара “Конрад жазықтығы” немесе қысқаша “К” деңгейі деп аталады.
Мантия. Шартты түрде мантия жоғарғы мантия (В), ортаңғы мантия (С) және төменгі мантия (Д) болып үшке бөлінеді.
Жоғарғы мантия (В) “Мохо деңгейінен” 400 км-ге дейінгі тереңдікті қамтиды. Бұл шекара неміс геофизигі Б. Гутенбергтіқ (1926) құрметіне “Гутенберг шекарасы” деп аталады. Жоғарғы мантияның орталық бөлігінде, материктердің астында — 100 км-ден 250 км-ге дейінгі, ал мұхит түбінде 50 км-ден 400 км-ге дейінгі аралықта сейсмикалық толқындардын, таралу жылдамдығы тереңдеген сайын өсудің орнына, керісінше төмендейді. Бұл жағдай мантия қабатын құрайтын заттардың балқыған _ күйде болатындығын көрсетеді. Мұндай зоналарды “астеносфера” деп атайды. Астеносфералық зоналарда вулкан ошақтары орналасады. Сонымен бірге, жер қыртысында байқалатын тектоникалық әрекеттердің көзі осы астеносфера болып саналады.
Астеносферадан жоғары аймақ жер қыртысын қоса есептегенде “литосфера” деп аталады. Бұл атауларды (астеносфера, литосфера) ғылымға алғаш енгізген американдық ғалым — геолог Дж. Баррель (1914) болды.
Ортаңғы мантия (С) немесе аралық зона 400 км-ден 1000 км-ге дейінгі аралықты қамтиды. Бұл зонаны алғаш рет орыс академигі
Б. Б. Голицын (1912) анықтайды. Сондықтан “Голицын шекарасы” деп аталады.
Төменгі мантия (Д) “Голицын деңгейінен” 2900 км-ге дейінгі аралықты камтиды. Бұл зона неміс ғалымдары Э. Вихерт пен Б.Гутенбергтің (1914) құрметіне “Вихерт— Гутенберг шекарасы” деп аталып кетті.
Мантиялық заттардың құрамында алюминий мен кремнийдің мөлшері азайып, ал темір мен магний элементтері көбейе бастайды.
Ядро. Ядро — сыртқы ядро (Е), аралық зона (Р) және субъядро (О) болып үшке бөлінеді.
Сыртқы ядро (Е) — “Вихерт — Гутенберг деңгейінен” 4990 км-ге дейінгі аралықты алып жатады және сұйық күйде болады.
Аралық зона (Ғ) — 4990 км-ден 5120 км-ге дейінгі аралықты қамтиды. Физикалық қасиеті жағынан ішкі субъядроға жақын.
Субъядро (О) —планетаның орталық бөлігін (5120— 6371 км) құрайды; диаметрі 2500 км шамасында. Сыртқы ядро мен субъядроның шекарасын анықтаған Дания ғалымы сейсмолог — Инге Леман (1936).
Ядроның құрамында ауыр элементтердің мөлшері көбейе түседі. Қазіргі кездегі көзқарас бойынша ядро — темір мен никель элементтерінен құралады, сонымен қатар қосымша күкірт, кремний қоспаларыда болуы мүмкін. Жалпы ядроның құрамын темірлі метеориттердің құрамымен салыстыруға болады. Кейбір ғалымдардьщ пікірі бойынша, ядроны кұрайтын алғашқы заттар мантиялық силикаттар түрінде болып, кейінірек олар өте жоғары қысым әсеріне байланысты тығыздала келе, металдық қасиетке ие болады деп саналады.
4. Жердің физикалық қасиеттерін зерттеу нәтижесінде оның өзіндік ерекшеліктерін біліп қана қоймай, сонымен бірге жер қойнауында орналасқан әр түрлі пайдалы қазбаларды іздеп табуға болады.
Жердің физикалық қасиеттеріне ауырлық күші, тығыздығы, қысымы, магниттік, жылулық және т. б. қасиеттері жатады.
Жер бетінде жердің өзіне қарай бағытталған центрге тартқыш және центрден сыртқа қарай бағытталған центрден тепкіш күштерінің болатындығы үнемі байқалады. Осы күштердің ортақ әсері ауырлық күшін көрсетеді. Ауырлық күшінің үдеу шамасы жердің құрылысы мен сыртқы пішінінің өзгерістеріне қарай анықталады; ауырлық күші экваториалық аймақтармен салыстырғанда полярлық аймақтарда көбірек; оның үдеу шамасы полюстен экваторға қарай біртіндеп азаяды (0,5%). Бірақ кейбір аймақтарда бұл заңдылық орындалмайды. Жеңіл салмақты жыныстардан құралған аудандарда ауырлық күші азаяды (теріс аномалия), ал салмағы ауыр жыныстардан құралған аудандарда ауырлық күші арта түседі (оң аномалия).
Үдеу шамасы жер қойнауына тереңдеген сайын әр түрлі өзгеріп отырады. Мысалы, жер бетінде 982 см/с², 2900 км-ге дейінгі тереңдікте 1037 см/с² дейін өзгереді; кейінірек кенеттен тез төмендеп, 6000 км тереңдікте-126 см/с² дейін жетеді, ал жердің центрінде нөлге тең, болады.
Жердің ауырлық күшін зерттеу жұмыстары оның орташа тығыздығын анықтауға мүмкіндік берді (5,52 г/см³).
Шөгінді тау жыныстарының орташа тығыздығы 2,4—2,5 г/см³, граниттердің — 2,7 г/см³, базальттардың— 2,9—3,0 г/см³ екендігі белгілі. Ал жалпы жер қыртысын құрайтын тау жыныстарының орташа тығыздығы 2,7— 2,8 г/см³ шамасында деп саналады. Жердің орталық бөлігін құрайтын заттардың тығыздығы — 12,3—12,5 г/см³шамасында болады. Жердің центріне қарай тығыздықтың артуымен қатар, қысым дәрежесі де ұлғая түседі. Жердің орталық бөлігінде қысым күші 3,5 млн атмосфералық қысым дәрежесіне дейін жетеді.
Магниттік қасиет тек жеке минералдарға ғана емес, жалпы жер планетасына тән ортақ қасиет. Сонымен, Жер алып магнит. Оның өзіндік магнит полюстері және магнит өрісі болады. Жердің магнит полюстері географиялық полюстермен сәйкес келмейді. Осыған байланысты, компастың магнит стрелкасының көрсеткішінде магниттік ауытқу байқалады.
Магниттік ауытқу деп, белгілі бір бақылау нүктесінде компастың магнит стрелкасы мен географиялық меридиан арасындағы бұрышты айтады. Магниттік ауытқулар батыс және шығыс бағыттық болып ажыратылады. Бірдей бағыттағы ауытқуларды біріктіретін сызық — изогондық сызықтар деп аталады.
Магнит стрелкасының горизонт сызығына қарай құлау бұрышы магниттік еңкею, ал магниттік еңкіштігі бірдей нүктелерді біріктіретін сызық изоклинальдық сызықтар деп аталады. Магнит полюстерге жақындаған сайын, компастың магнит стрелкасының еңкіштігі арта түседі, ал магнит полюстерінде магнит стрелкасы тік бағытта болуға ұмтылады.
Жердің магнит өрісі кернеулік күшімен сипатталады. Кернеулік күші экватордан магнит полюстері бағытында арта түседі. Магниттік ауытқу және онын еңкіштік дәрежесі, сол сияқты магнит өрісінің кернеулік күші уақытқа және орнына байланысты нормалық шамадан ауытқып, ерекше жағдайда болуы мүмкін. Мұндай ерекше ауытқулар магниттік аномалиялар деп аталады. Осы аномалиялар жалпы жердің кұрылыс ерекшеліктерімен және жер қыртысында кездесетін темірлі тау жыныстарының орасан зор массасының белгілі бір тереңдікте шоғырланып жиналған орнына сәйкес келген.
Мұхиттар түбінің магнит өрісі континенттік магнит өрісінен бөлек. Олар бір-бірінен өзіндік ерекшеліктерімен ажыратылады. Мұхиттар түбінде магниттік аномалиялар жолақ-жолақ болып орналасады. Олар оң және теріс зарядталған аномалиялар түрінде мұхиторталық жоталарға параллель бағытта жүздеген километрге созылып жатады. Барлық өлшемдері жағынан бірдей, ұқсас аномалиялар орталық аномалияның екі жарында бірдей қашықтықта кезек алмасып, симметриялы түрде орналасатындығы анықталды. Бұл жағдай геомагниттік шкалаға сүйене отырып, мұхит түбінің мұхиторталық жотаның екі жағына қарай бірдей кеңею дәрежесін анықтауға мүмкіндік береді.

жүктеу 0,91 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 38