3 – ma’ruza. Yerning paydo bo‘lishi to‘g‘risidagi nazariyalar. Yerning ichki tuzilishi, zichligi, xarorati va radioaktivligi. Yer qobig‘ining kimyoviy va mineral tarkibi. Reja

4.2-rasm. Yerning ichki tuzilishi.

Yer yadrosi - tashqi va ichki (sub’yadro)larga bo‘linadi. Yer yadrosining markazidagi harorat 5000°C, zichligi 12,5g/sm3 , bosim 361 GPa gacha. Taxminlarga ko‘ra subyadro- qattiq, tashqi yadro esa suyuq hisoblanadi. Uning zichligi 10g/sm3. Taxminlarga binoan tashqi yadroning 12%i oltingugurt va 88%i temirdan iborat. Seysmik usullar yordamida qattiq ichki yadro borligi, u umumiy Yer massasining 1,7%ini tashkil qilishi, 80%ga yaqini temir-nikel qorishmasidan iborat ekanligi aniqlangan.

Yer mantiyasi - Yer qobig‘i va yer yadrosi o‘rtasida 35-2900km chuqurliklar oralig‘ida joylashgan. Uning ustki chegarasi 5-10-70km gacha bo‘lgan Maxrovich chegarasida joylashgan va quyi chegarasi 2900km chuqurlikdagi Vixert- Gutenberg chegarasidir. Mantiya yerning 83% hajmini tashkil etadi.
Mantiyaning yuqori qismi, ya’ni V-qobiq intruziv magmatik ultra asosiy tog‘ jinslari, asosan peridotit va olmos eltuvchi trubkalarni to‘ldiruvchi jinslar hamda yuqori metamorfizm jinslari ekologit deb nomlangan, asosan chuqurlikdagi magmatik jinslarning tarkibiga yaqin bo‘lgan, gabbro zichligidan yuqori bo‘lgan (3,35-4,2g/sm3) jinslardan iborat. Ular faqat katta bosim ostida shakllangan.
Quyi mantiyada temir-magnezial silikat oksidi zich joylashgan holatdagi AL203 (korund), MgO (periklaz), Fe2O3 (gematit), TiO2(rutil), SiO2(stishovit) ko‘p tarqalgan.
Yer qobig‘i - bu yerning yuqori toshli qobig‘i, magmatik, metamorfik hamda cho‘kindi jinslar bilan qoplangan 7km dan 70-80km gacha bo‘lgan qalinlikda joylashgan. U yerning faoliyatli zonasi, ya’ni magmatik va tektonik jarayonlar faollashgan qobig‘idir. Yer qobig‘ining quyi chegarasi erning yuzasini oynadagi aksi sifatida takrorlaydi. Materik ostida u mantiyaga chuqur tushadi, ummon ostida esa yer yuzasiga yakinlashadi.
Adabiyotlarda ko‘pincha “Litosfera” termini ko‘p uchraydi va uni ko‘pincha “Yer qobig‘i” sinonimi deb tushinishadi, bu xato albatta. Litosfera - bu yerning toshli qobig‘i bo‘lib, u o‘z ichiga yer qobig‘ini va yuqori mantiyadagi, astonosferaning yuqori chegarasini o‘z ichiga oladi. Yer qobig‘ining kimyoviy tarkibida kremniy va alyuminiy elementlari ko‘p. Shuning uchun bu qobiq sial qobiq deb ataladi. Moddalarning holati qattiq va kristalsimon bo‘ladi.
Cho‘kindi qobiq — yuqori qatlam bo‘lib, vulkanik hamda vulkanik-cho‘kindi jinslardan tashkil topgan bo‘lib, gillar va gilli slanetslar (42%), qumli (20%), vulkanik (19%) va karbonatli (19%) jinslar. Qatlamning (qobiqning) qalinligi 0 dan 20-25 km gacha bo‘ladi. Cho‘kindi qobig‘ining o‘rtacha zichligi 2,45 g/sm3.
Granit qobiq - (granat-gneysli, granat-metomorfik) deb nomlanishi, ularning holati, xususiyatlari o‘xshashligidir. Bu granitli gneyslar (37%), granodiorit-diorit (20%), granitlar (18%), amfibolitlar (10%), kristalli slanetslar (9%), gabbro, marmar, sienit va boshqalar (10%). Granit qobig‘i, tog‘ jinslari tarkibiy holati va burmalanish darajasi bo‘yicha turli xil. Granit qatlamining o‘rtacha zichligi 2,7g/sm3 atrofida. Granit qatlamning qalinligi 10-25 km okean ostida umuman yo‘q bo‘lishi ham mumkin.
Bazalt qobig‘i — (granulit-bazaltli) og‘ir kristallik jinslardan iborat bo‘lib, ular o‘z holati bo‘yicha erning bazalt-magmatik jinslarga o‘xshashdir. Ba’zi joylarda bazalt qatlami va mantiya oralig‘ida eklogit qkatlam bo‘lib, zichligi bo‘yicha bazalt jinslaridan ancha zichroqdir. Bazalt qatlami jinsining o‘rtacha zichligi 2,9 g/sm3 tashkil etadi. Bazalt qatlamining o‘rtacha qalinligi 20km atrofida, ba’zi joylarda (tog‘li tizmalar ostida 30-40km gacha etadi). Kaspiy sineklizasi Dnepr-Donetsk va boshqa joylarda bazalt qatlamining qalinligi 12-13 yoki 5-7km gacha kamayishi aniqlangan.
Yerning gravitatsiya maydoni. Barcha jism va predmetlar yerning yuzasida joylashgan bo‘lib, yerning tortishini sezadi. Yerning tortishish kuchi ta’sir zonasidagi maydon og‘irlik kuchi yoki gravitatsiya maydoni deyiladi. Og‘irlik kuchining o‘lchov birligi galda ifodalanadi (bu nom, birinchi bo‘lib og‘irlik kuchi tezlanishini o‘lchagan Galileo Galiley nomiga qo‘yilgan). 1gal=1sm/s2 teng. O‘rtacha yer yuzidagi og‘irlik kuchi 979,7 gal ga teng.
Gravitatsiya anomaliyalari musbat va manfiylarga bo‘linadi. Musbat gravitatsiya anomaliyalar yer qobig‘ida zichlashgan massa bo‘lganda kuzatiladi (masalan: temir rudasi va boshqalar), manfiy gravitatsiya anomaliyalar «yengil» massalarning mavjudligini (ya’ni ko‘mir havzalar, gips, kaliy tuzlar). Gravitatsiya anomaliyalar gravimetr va varimetr nomli o‘ta sezuvchan asboblar yordamida o‘lchanadi. Og‘irlik kuchini ma’lumotlari asosida xaritalar tuziladi, ular foydali qazilmalar qaerda borligini ham ko‘rsatadi. Gravitatsiya maydonlarni o‘rganish natijalari yer qobig‘ining tuzilishi, tektonik rayonlashtirishda hamda foydali qazilmalarning joylashishi to‘g‘risidagi ma’lumotlarni olishda qo‘llaniladi.
Yerning magnit maydoni — bu yer sharining xususiyati bo‘lib, yerning ichida va tashqi qismida magnit tortish kuchi borligidan dalolatdir. Hozirgi kunda keng tarqalgan nazariyalardan biri magnitizm Elzasser-Frenkel nazariyasidir (1956-y). Unga ko‘ra aylanayotgan erning markazidagi yadro dinamomashinaga o‘xshab ishlar ekan.
Bu nazariyaga binoan yerning aylanish o‘qi va magnit maydoning o‘rtacha o‘qiga mos tushishi kerak. Ya’ni geomagnit qutbdagi vaqtning almashuvi geografik qutblar bilan bir xil vaqtda bo‘lishi lozim. Xulosa shuki, bu geologiyada eng kerakli xodisadir. Qoldiq magnetizm va unga yaqin bo‘lgan geografik qutblarda butun geologiya tarixida sezilarli tarzda o‘zgarib kelgan (kechki paleozoyda masalan: qutblar hozirgi ekvator zonasida joylashgan bo‘lib, bu joy qalin muzliklar ostida bo‘lgan).
Yerning issiqlik hamda radiofaollik xususiyatlari. Yerning issiqlik tartibi ikki manbadan: Quyoshdan kelayotgan issiqlik va sayyoraning ichki qobiqlaridan uning yuzasiga etib kelayotgan energiya hisobiga. Quyoshning er yuzidagi issiqligi, butun issiqlik yig‘indisini 99,5% tashkil etsa, ichki energiya hisobiga qizish atigi 0,5% ni tashkil etadi. Quyosh nurlarining er yuzining ichkarisigacha ta’siri eng ko‘pi bilan 8-30m gacha etadi. Lekin quyoshni issiqlik energiyasidagi radiatsiya atmosferadagi havo massalarini harakatga keltiradi va yer yuzidagi suv aylanishini yuzaga keltiradi. Bu esa ekzogen geologik jarayonlarning asosiy sababchisidir.
Yerning ichki issiqlik manbalaridan: radiofaol elementlarning parchalashini va moddalarning gravitatsiya differensiyasining energiyasi yer sayyorasi paydo bo‘lgandan beri qolgan issiqlikni aytish mumkin. Yuqorida ta’kidlanganidek, eng asosiy radiofaol kimyoviy elementlar parchalanishida kinetik energiya a - zarracha, qaytarish yadro va u - nuralish issiqlik energiyasiga aylanadi.
Yerning o‘zgarmas harorat zonasidan pastda termiya zonasi joylashgan. Ushbu zonada harorat chuqurlik sari oshadi, bu zona geotermik gradient bilan bog‘liq. Geotermik gradient deb °S/m o‘lchov birligiga ega bo‘lgan, tog‘ jinsi harorati chuqurlik sari oshib borishiga aytiladi. Geotermik pog‘ona 10 dan 100 m/°C gacha o‘zgaradi.
Tog‘ jinslarning radiofaollik xususiyati, bu o‘zida radiofaol elementlar mavjud bo‘lgan tog‘ jinslarning nurlanishidir (uran, toriy, radiy va boshqalar). Ushbu elementlarning izotoplari (texnitsiy, prometiy, poloniy va boshqalar) parchalanishida issiqlik ajralib, yerning issiqlik tartibi sezilarli darajada o‘zgaradi. Olimlarning ta’kidlashicha, radiofaol elementlarning chuqurlikka qarab kamayishi kuzatilmoqda. Lekin uran nihoyatda og‘ir metall bo‘lishiga qaramay (zichligi 18,7 g/sm3), ya’ni temirning zichligidan 2,5 barobar ko‘proq bo‘lishiga qaramay (7,86g/sm3), negadir temir erning yadrosida joylashgan. Shuning uchun ilmiy tadqiqotlarda xanuzgacha yerning tarkibida og‘ir va engil elementlarning joylashishi jumboq bo‘lib kelmoqda (V.I.Vernadskiy).
Radiofaol elementlar ( 276Ra, 238U, 232Th, 40K ) barcha tog‘ jinslarida uncha ko‘p bo‘lmagan holatda 70-90 km chuqurlikda uchraydi. Uning miqdori nordon jinslardan asosiy va ultroasosiyga o‘tishda keskin pasayadi. Bilamizki 1g uran - 9,2-5kal/soat va 1 g toriy - 2,2∙10-5 kal/soat energiya ajratadi.
Yer issiqligidan amaliy foydalanish, qazib olish sharoiti (geotermal manba) va petrotermal (issiqlikni o‘z ichida saqlaydigan tog‘ jinslar), yerning issiqlik maydonini o‘rganish kabi ko‘pgina masalalar hozirgi kundagi dolzarb masalalar hisoblanadi. Hozirda burg‘u quduqlari chiqarib olayotgan qaynoq- termal suvlardan ko‘p mamlakatlarda foydalanish yo‘lga qo‘yilgan, bunda ulardan issiqlik tizimlarida ham foydalanilmoqda.
Yer qobig‘ining kimyoviy tarkibi uning vaqt o‘tishi bilan o‘zgarishi kabi muammolarni geokimyo fani o‘rganadi. Bilamizki, tog‘ jinslari tarkibi mineralardan, miierallar esa kimyoviy elementlardan tashkil topgan. Ko‘pincha kimyoviy elementlar murakkab hisoblanadi, ya’ni bir necha izotoplardan iboratdir. Element bu atomlarning ko‘rinishi bo‘lib, uning yadrosi, zaryadi mavjud. Yadro protonlardan iborat (musbat zaryadlangan zarrachalar) va zaryadlanmagan neytronlardan.
Vinogradovning ma’lumotlarga ko‘ra, yer qobig‘ining tarkibiga quyidagi elementlar kiradi: kislorod (O), kremniy (Si), Alimyuniy (Al), Temir (Fe), Kaltsiy (Ca), Natriy (Na),Kaliy(K) va Magniy (Mg). Ushbu elementlar yer massasining 99%ini tashkil etadi. Yer qobig‘i faqat kislorod birikmalaridan iborat bo‘lib, ularning asosi Al, Sa, Mg, Na, K, Fe silikatlaridir.
1. O - 47,2%
2. Si - 27,6%
3. Al - 8,3%
4. Fe - 5,1%
5. Sa - 3,6%)
6. Na - 2,64%o
7. K - 2,6%
8. Mg - 2,1%
9. Ti - 0,6%
10. H-0,15%
11. C-0,1%

Xullas, 93 kimyoviy elementlardan (yer qobig‘idagi) 11 elementga yer massaning 99,99%i, qolgan 82 elementga bor yo‘g‘i 0,01% to‘g‘ri kelar ekan.