Жердің жылулығы. Жердің жалпы жылулық режимі екі жағдайға байланысты, яғни Күннен бөлінген жылулыққа; жер қойнауындағы жылулық мөлшеріне қарай қалыптасады. Жер бетіндегі ең негізгі жылулық көзі — Күн энергиясы, ал Жер қойнауынан бөлінетін жылудың жер бетінде атқаратын ролі шамалы ғана. Әрбір минут сайын жер бетінің әрбір шаршы сантиметріне (1 см2) Күн сәулесі арқылы келетін жылу мөлшері шамамен ~8,13 Дж шамасында болады екен. Бұл цифр әр уақытта да тұрақты сан есебінде қабылданған. Жалпы алғанда, Жер Күннен минутына 1019 Дж мөлшерінде сәуле энергиясын алады. Жер бетіндегі жылу мөлшері оның жеке аудандарының Күннен түскен жарық мөлшерін қабылдау мүмкіндіктеріне байланысты.
Күннен түскен жарық сәулесін қабылдау немесе оны кейін қайтару мөлшері негізінен құрлық пен суға, ауа және мұхит ағындарына, бедер пішіндері мен өсімдік жамылғыларына байланысты болады.
Күн энергиясының мөлшеріне қарай әр түрлі әрекеттердің нәтижесінде жер бетінде сан-алуан өзгерістер байқалады (су айналымы, су мен желдің әсерінен жер бетінің бұзылуы, тау жыныстарының үгілуі және т. б.). Жер бетінде тіршіліктің пайда болуы және органикалық дүниенің даму ерекшеліктері де Күн энергиясына тікелей байланысты.
Жердің ішкі қойнауындағы жылу энергиясының көзі ретінде — радиоактивтік элементтердің ыдырауы, жерді құрайтын заттардың гравитациялық жіктелуі және т. б. процестер кезінде бөлінетін энергия көздерін атауға болады. Әсіресе, радиоактивтік ыдырау кезінде бөлініп шығатын энергия мөлшері орасан зор.
Радиоактивтік элементтер (уран, торий, калий және т. б.) көпшілік жағдайда жер қыртысында кездеседі, ал кейде аз мөлшерде жердің терең қабаттарында да болуы мүмкін. Қейбір есептеулер бойынша, жер қойнауында радиоактивтік ыдырау процестеріне байланысты бөлінетін энергия мөлшері (1,4—3,0)-1021 Дж шамасында болады, сол секілді гравитациялық энергия мөлшері де осы шамалас деп саналады.
Жер бетінде жыл бойы температураның Күн сәулесі әсерінен өзгеруі өте жоғары дәрежеге дейін көтеріледі. Мысалы, құмды далада 100°С-қа дейін жетеді.
Жер бетінен оның ішкі қабатына қарай тереңдеген сайын температура төмендей береді. Ал белгілі бір тереңдікте температура тұрақты болып, өзіндік белдеу құдайды. Бұл белдеуде температура жыл бойы тұрақты және белгілі бір ауданның орташа жылдық температурасына тең шамада болады. Мысалы, Москвада тұрақты температуралық белдеу — 20 м-лік тереңдікте (4,2°С), Парижде — 28 м-лік тереңдікте (11,83°С) байқалады. Жалпы алғанда Күн сәулесі жердің 20—30 м-дей тереңдігіне дейін ғана әсер етеді.
Тұрақты температура деңгейінен төмен қарай, жердің ішкі жылулық энергиясы әсерінен, температура арта бастайды. Мысалы, Солтүстік Каспий маңайында бұрғыланған скважинаның 500 м-лік тереңдігіндегі температура 42,2°С, 1000 м-лік тереңдікте — 55,2°С, 1500 м— 69(9°С, 2000 м —80,4°С, 2500 м —94,4°С, 3000 м — 108,3°С-қа дейін көтеріледі. Түрақты температура деңгейінен төмен қарай, температура шамасынын, 1°С-қа көтерілуі үшін жеткілікті тереңдік (немесе метр есебімен алынған қашықтық) — геотермиялық саты деп аталады.
Жер қыртысында оның шамасы тау жыныстарының құрамы мен құрылыс ерекшеліктеріне немесе жатыс жағдайларына байланысты бірнеше метрден 200 м-ге дейінгі аралықта өзгереді. Геотермиялық сатының орташа шамасы — 33 м. Мысалы, вулкандық аймақтарда геотермиялық сатының минимал шамасы — 2—3 м, Солтүстік Қавказда — 12 м, Москва маңайында — 38,4 м, Кривой Рогта — 112,5 м, Қарелияда — 100 м және одан да жоғары болып кездеседі.
Геотермиялық сатыға кері ұғым геотермиялық градиент деп аталады. Геотермиялық градиент деп, жер қойнауының әрбір 100 м-іне тереңдеген сайынғы температураның (градус есебімен) өзгеру шамасын айтамыз. Геотермиялық градиенттің орташа шамасы (әрбір 100 м-ге) 3°С деп есептеледі.
Жер қойнауының температуралық режимі туралы негізгі мәліметтер шахталар мен бұрғылау скважиналарында жүргізілген геотермиялық тікелей өлшеу жұмыстарының нәтижесінде алынады. Мысалы, Кола түбегінде бұрғыланған өте терең скважина арқылы кристалдық тау жыныстарының температурасын тікелей өлшеу жұмыстарының нәтижесі мына төмендегідей: 7 км тереңдікте — 120°С (жоба бойынша 60—70°С болу мүмкін деп болжанған еді); 10 км тереңдікте — 180°С; 12 км тереңдікте — 200°С-тан астам екендігі анықталды.
Ал <9,5 км тереңдікте шөгінді қабатты тесіп өткен “Берта Роджерс” (АҚШ) атты бұрғылау скважинасындағы температура — 243°С-қа дейін жеткен.
Кейбір есептеулер бойынша геотермиялық саты 20_км-лік тереңдікке дейін сақталады, ал одан тереңірек қабаттарда температураның өсу дәрежесі кенеттен баяулап, тез төмендейді.
В. А. Магницкийдің есебі бойынша температураның . тереңдікке қарай өзгеру дәрежесі континенттер мен мұхиттар түбінде төмендегідей болады:
100 км тереңдікте температура — 1300°С (вулкандық лавалардың температурасы осыған жақын деп санала-ды). 400 км тереңдікте температура — 1700°С, 2900 км — 3500°С, 5000 км — 5000°С болады деп есептеледі.
Кейбір ғалымдардың пікірлері бойынша жердің орталық ядро бөлігінде температура 5000°С және одан да жоғары болуы мумкін деп саналады.
Е. А. Любимованың есептеуі бойынша жердің максимал температурасы 2000—2500 м-дей тереңдікте 4000°С шамасында болады. Ал одан ары тереңдеген сайын, тем-пература біртіндеп кеми бастайды. Жердің орталық бөлігінде температура — 2600°С шамасында болады деп жорамалданады. Әрине, бұл жерде температураның тереңдікке байланысты өзгеретіні туралы басқа да пікірлер бар екендігін ескеру қажет.
Жер қойнауының температуралық режимін зерттеп-білу шахталар тұрғызуда және терең қабаттарды бұрғылау жұмыстарын жүргізуде өте қажет. Егер шахтадағы температураны білу шахтерлердің жұмыс жағдайын жақсарту үшін қажет болса, ал бұрғылау скважинасындағы температураның өзгерістерін білу бұрғылау технологиясын жетілдіруге мүмкіндік береді.
Қазіргі кезде жер астындағы ыстық сулар мен ыстық. су буларын тұрмыс қажетіне жарату, мысалы, елді мекендерде үйлерді жылыту үшін (Рейкьявик—Исландия) немесе геотермиялық электростанциялар тұрғызу (Камчатка — ТМД, Италия) мақсатында пайдаланылады
№ 3 дәріс тақырыбы: Геохронологиялық және стратиграфиялық кесте
Достарыңызбен бөлісу: |
