Н. ТҰЯҚ баев т к. Арыстанов б. ӘБішев жалпы геология курсы

мыстары (Айды және басқа планеталарды зерттеу) Жердің жаратылысы және оның дамуы жөніндегі көзқарасымызды одан әрі толықтыра бермек.

III. ЖЕРДІҢ ЖАЛПЫ ФИЗИКАЛЫҚ-ХИМИЯЛЫҚ

СИПАТТАМАСЫ

ІІІ.1. ЖЕР ПІШІНІ ЖЭНЕ ОНЫҢ ӨЛШЕМДЕРІ

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 ұ160 м; ТМД территориясындаұ 100 м. Геоид және сфероид аралығындағы айырмашылықты анықтау гравиметриялық және ғарыштық өлшеулер арқылы жүргізіледі. Ең соңғы жүргізілген дәл өлшемдер бойынша Жер алмұрт пішінді не-месе 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.

24

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

ІІІ.2. ЖЕР БЕТІНІҢ БЕДЕРІ

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. Оларға: Тынық, Атлант, Үнді және Солтүстік Мұзды мұхиттар жатады. Құрлық алты материктен (Евразия, Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Африка, Австралия және Антарктида), сонымен бірге мұхиттық аралдардан құралған. Тынық мұхиттын, акваториясы (алаңы) барлық континенттерді қосып есептегендегі олардың жалпы ауданьшан асып түседі.

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 альш жатар еді.

Жер беті бедерінің жалпы құрылысын қисық сызык; түрінде берілген гипсографиялық схемадан көруге болады (III. 2-сурет).

III. 2-сурет. Жер беті бедерінің гипсографиялық қисық сызығы.

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 Же-рорта 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. Құрлықтьщ көтерінкі (1000 м-ге дейін) жоталы аудандары түгелдей таулы аймақтар деп аталады. Олар құрлықтың 53%-ін алып жатады.

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

26

дейін (жер бетінін, 34,7%-і); мұхнт түбі — 6000 м; терең-сулы шұңғымалар (желобтар) —>1І км; мұхиторталық тау жоталары болып бөлінеді.

Атлантикалық Атлант, Үнді және Солтүстік Мұзды мұхиттардың континенттермен шекаралық зоналарында жақсы байқалады. Бұл типке жазық бедерлі құрлықтың мұхитқа қарай кең көлемде шельфті зоналар арқылы біртіндеп ауысуы тән қасиет. Ал Тынық мұхиттық-қа құрлықтың шеткі биіктаулы жоталары, өте тар шельф-тер, шеткі теңіздер, аралдық доғалар және тереңсулы шұңғымалар арқылы тереңсулы мұхиттық ойпаттарға ауысуы жатады.

III.3. ЖЕРДІҢ СЫРТҢЫ ҚАБАТТАРЫ

Жер Күн жүйесіне қарайтын басқа планеталардын. ішінде, тоқтаусыз даму үстіндегі планета ретінде, орталық симметрияға бағынатын әр түрлі геосфералардан тұрады. Олардың әрқайсысы өзіндік физикалық-химиялық ерекшеліктерімен сипатталады. Жер қабаттары (геосфералар) сыртқы және ішкі қабаттарға ажыра-тылады (III. 3-сурет).

Жердің сыртқы қабаттары — атмосфера, гидросфера және биосфера біздің планетамыздың басқа планеталармен салыстыр-ғандағы, өзіндік ерекшеліктері болып саналады. Сондықтан да олар жер қыртысының құралу және даму барысында маңызды роль атқарады.

Жердің сыртқы қабаттарына ортақ қасиет — олардың тез өзгергіштігі. Жердің геосфералары бір-бірнен өте тығыз байла-нысты. Егер олардық біреуінің құрамы сәл өзгерсе,қалғандары да соған

3-сурет. Жер геоефераларының өзара катынастық схемасы

27

сәйкес тез арада өзгеріске ұшырап отырады. Басқаша айтқанда, олардың арасындағы материя және энергия алмасу әрекеттері ешуақытта да тоқталмайды.

Атмосфера Жердің ауа қабатын құрайды. Оның жоғарғы шекарасы аса анық емес. Жеке иондардын. шамамен 2000 км биіктікте де байқалатындығы белгілі болып отыр. Атмосфераның төменгі шекарасы — Жер беті болып саналады. Бірақ бұл шекара да дәл емес. Өйткені ауа Жердің ішкі қабаттарына да өте алады. Сонымен бірге ол мұхит және теңіз суларында да ерітінді түрінде кездеседі.

Атмосфера Жер бетіндегі өмірдің кепілі. Ол Жерді және Жер бетінде өмір сүретін органикалық дүниені ультракүлгін сәулелердің зиянды әсерінен, сонымен бірге ірілі-ұсақты метеориттердің бомбылауынан сақтайды. Атмосфераньщ өзі өте маңызды геологиялық агент (әсер) болып саналады. Ол тау жыныстарының үгілу процесінде ең басты роль атқарады.

Атмосфераның жалпы массасы ~ 5,15-10⁵ т, басқаша айтқанда жер массасының миллионнан бір бөлігін құрайды. Атмосфера массасы-ныың көпшілігі (90%) жер бетінен 16 км-ге дейінгі аралыкты алып жатыр. 100 км-ден жоғары биіктікте жалпы атмосфералық ауа массасының миллионнан бір бөлігі ғана орналасқан, ал 30 км-ден жоғары қарай оның көлемі бір проценттен аспайды.

Атмосфера газдардың қоспасынан құралған. Соны-мен қатар, оның құрамында азда болса қосымша су буы мен шаң-тозаңдар да бірге кездеседі.

Атмосфераңың негізгі құрамы: азот (78,08%), оттегі (20,95%), аргон (0,93%), көмірқышқыл газы (0,03%) болып саналады. Олардың жалпы мөлшері 99,99%, ал қосымша компоненттердің, атап айтқанда озон, сутегі, инертті газдар (Не, Nе, Кг, Хе) және т. б. элементтердің мөлшері 0,01% Солардын, қатарында, өте аз мөлшерде каллоидты бөлшектер, яғни әр түрлі жолдармен пайда болған (ғарыштық және антропогендік) индустриялық түтін, атомдық жарылыс заттары және т. б. шаң-тозаңдар бірге кездеседі. Ауа қабатының ауыспалы және тез өзгергіш компоненттері — радиациялық озон, SО₂ NО₂ О₂ NН₃ (өндірістік) болып есептеледі.

Жер бетінде тоқтаусыз жүріп жатқан экзогендік геологиялық процестер үшін оттегі, көмірқышқыл газы

28

және су буы өте маңызды роль атқарады. Оттегі әр түрлі табиғи заттардың тотығуын және организмдердің ауамен дем алысын (тынысын) қамтамасыз етеді. Ауа-ның құрамындағы озон (О₃) атмосфера қабатының 70 км биіктігіне дейін кездеседі. Әсіресе 20—30 км биіктіктерде атмосфера құрамында озонның болуы, Жерді ультракүлгін және т. б. зиянды ғарыштық сәулелердің әсерінен сақтайды.

Атмосфераның аз болса да өте маңызды бір бөлігі — су буы болып саналады. Су буы бүкіл атмосфера көлемінің 3%-ін ғана алып жатады. Су буынын, көпшілігі ауа қабатының 3000 м-ден төменгі бөлігінде кездеседі, ал 10—15 км-ден жоғары қарай оның мөлшері жоқтың қасы деуге болады.

Ауа қабатының кейбір бөлігінде су булары әдеттегіден көбірек жиналған жағдайда конденсациялық процестерге байланысты бұлттар түзіледі. Кейінірек, олар су тамшыларына немесе мұз кристалдарына айналып, жауын-шашын (жаңбыр, қар және бұршақ) түрінде жерге қайта оралады.

Көмірқышқыл газы және су булары Жер бетіндегі температура шамасын реттеп отыратын регулятор ролін атқарады. Көмірқышқыл газы организмдердін, ыдырауы және олардьщ демалысы кезінде, сонымен қатар вулкандық атқылау процестері кезінде де бөлініп шығып, ауа қабатына қосылып отырады. Олардың көпшілігі өсімдіктердің дем алысына жұмсалады.

Ауа массасы әр уақытта да тоқталмас қозғалыс үстінде болады. Өйткені, Жер бетінің жеке аудандары, материктер мен мұхиттар әр түрлі ендіктерде әр түрлі мөлшерде қызу әрекеттеріне ұшырап отырады. Соның нәтижесінде және Қариолис күшіне байланысты периодты түрде қайталана соғып отыратын желдер (бриздер, муссондар, пассаттар), циклондар және антициклондар пайда болады. Ауа қабатының қозғалысы -Жер бетінің жеке аудандарының температуралық өзгерістеріне, басқаша айтқанда, ауа райының қалыптасуына тікелей әсер етеді.

29

III. Ч-сурет. Атмосфераның (100 км-лік биіктікке дейінгі) тік қимасы.

ра, ең соңғы кабат (800 км-ден жоғары қарай) — экзосфера деп аталады, Қейде соңғы аталған қабаттарды (мезотермо мен экзосфера) ионосфера деп те атайды.

Геология үшін тропосфера қабатының маңызы ерекше, өйткені бұл қабат жер бетімен тікелей шекаралас. Сондықтан да тропо-сфера қабаты жер бетіндегі экзогендік геологиялык процестерге көп әсерін тигізеді. Жоғарыда айтылрандай газды компоненттердің және су буының, сонымен бірге шан-тозаңдардың көпшілік бөлігі тропосфера қабатында кездеседі. Бұл қабаттың төменгі жағында ор-таша жылдық температура +!5°С болып, ал биікке жоғарылаған сайын температура біртіндеп төмендей (шамамен әрбір километр сайын 6°С) бастайды. Тропосферанын, жоғары бөлігінде ауа тем-

пературасы 60°С-қа дейін (полярлы аймактарда), ал кейде 80°—85°С-қа дейін (экваториалды аймақтарда) төмендейді.

Тропосфера қабатындағы су булары ең алдымен бұлтқа, кейінірек жауын-шашынға айналады. Жер бетінде жауын-шашын барлық аудандарда бірдей болмайды. Егер жыл сайын жауын-шашын мөлшері Жер бетінен бура айналатын су мөлшерінен көп болса, ылғалды (гумидті) климат, ал керісінше су буының мөлшері жауын-шашыннан артық болған жағдайда құрғақ (аридты) климат қалыптасады.

Ауа қабатының үздіксіз козғалыста болуы тропосфераның ерекшелігі болып саналады. Ауа қабатының қозғалысы температуралық айырмашылыққа және ыстық