Neft va gaz geologiyasi

Yerning seysmotomografik modeli. Geosferalar


Yerning ichki tuzilishini o‘rganish murakkab masala hisoblanadi. Shu maqsadda foydalaniladigan usullar bevosita va bilvosita turlarga bo‘linadi.
Bevosita turiga tabiiy ochilmalarda (daryolar va jarliklarning bortlari, yonbag‘irlar) va sun’iy qazilgan tog‘ lahimlarida (razvedka kanavalari, shurflari, karyerlar, burg‘i quduqlari) tog‘ jinslari va strukturalarni bevosita o‘rganuvchi geologik usullar kiradi. Bu usullarning o‘rganish chuqurligi ushbu tog‘ lahimlarining chuqurligi bilan belgilanadi. Eng chuqur burg‘i qudug‘i Kola yarimorolida qazilgan bo‘lib, uning chuqurligi 12261 m ni tashkil etadi.
Yerning ichki qobiqlari to‘g‘risida ksenolitlar - magma suyuqligi bilan yer yuzasiga olib chiqilgan chuqurlik tog‘ jinslari ba’zi tushunchalar beradi. Masalan, Lesoto kimberlit trubkasida (Janubiy Afrika) 250 km chamasi chuqurlikda yotuvchi tog‘ jinslarining vakili sifatida qaraluvchi qo‘shimchalar topilgan.
Hozirgi vaqtda Yer qa’riga yuzlab va minglab kilometr chuqurlikka kirib boruvchi va u joydagi moddalardan namuna olib chiquvchi texnika vositalari mavjud emas. Shuning uchun ham sayyoramizning chuqurlikdagi tuzilishi kosmologik va geofizik ma’lumotlarni tahlil qilishga asoslangan, ya’ni fazo jismlari (birinchi navbatda meteoritlar va Oy) yoki Yerning fizik maydonlari hamda modellashtirishga asoslangan bilvosita usullar yordamida tadqiq qilinadi. Yerning ichki tuzilishi haqidagi asosiy ma’lumotlarni quyidagi geofizik usullar yordamida olinadi:

• 
  Zilzilalar yoki portlatish orqali hosil qilingan sun’iy qayishqoq tebranishlarni qayd etuvchi seysmik;
  
• 
  Og‘irlik kuchi maydonlarini o‘rganishga asoslangan gravimetrik;
  
• 
  Yerning magnit maydonini o‘rganuvchi magnitometrik;
  
• 
  Sayyoramizning issiqlik maydonini va uning yuzasida issiqlik oqimining zichligini o‘rganuvchi geotermik;
  
• 
  Yer qa’rining elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganuvchi elektrometrik tadqiqotlar.
  

Bunday usullarning orasida zilzilalar ta’sirida vujudga keladigan qisqa vaqtli, 10-20 minut davomida amalda butun sayyoramizni yorib kiruvchi seysmik to‘lqinlar maydonini o‘rganuvchi seysmik usul asosiysi sanaladi. Zilzilalar o‘chog‘ida vujudga kelgan seysmik to‘lqinlar muhit zarrachalarining qayishqoq surilishi yo‘li bilan barcha yo‘nalishlar bo‘yicha muayyan tezlikda tarqaladi. To‘lqinlar tarqalish xususiyatlariga qarab bo‘ylama va ko‘ndalang turlarga bo‘linadi.
Bo‘ylama to‘lqinlar to‘lqin tarqalish yo‘nalishida qayishqoq hajmiy uyg‘onishni (tebranishni) uzatishi bilan xarakterlanadi. Ko‘ndalang to‘lqinlar to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar holda qayishqoq hajmiy uyg‘onishni (tebranishni) uzatishi bilan oldingisidan farq qiladi. Bo‘ylama to‘lqinlar ko‘ndalang to‘lqinlarga qaraganda katta tezlikka ega. Bundan tashqari ko‘ndalang to‘lqinlar suyuq muhitda tarqalmaydi.
Umuman olganda seysmik to‘lqinlar optika qonunlariga bo‘ysunadi – muhitlar chegarasida turli tezlikda tarqaluvchi qayishqoq to‘lqinlar qaytadi va sinadi. Natijada to‘g‘ri to‘lqinlar bilan bir qatorda qaytgan va singan to‘lqinlar ham qayd etiladi. Qaytgan va singan to‘lqinlar bu chegaralar holati to‘g‘risida ishonchli axborot manbai bo‘lib hisoblanadi va Yerning ichki tuzilishini o‘rganishda keng foydalaniladi. Ular Yer qa’rida muhitlarni yaqqol ajratuvchi chegaralar borligi to‘g‘risida dalolat beradi va to‘lqinlarning harakat vaqti va tarqalish tezligidan foydalanib geosfera chegaralarining yotish chuqurligini aniqlash imkonini yaratadi.
Yerning ichki tuzilishi to‘g‘risidagi ma’lumotlarning eng muhim manbalari bo‘lib seysmik to‘lqinlarni keltirib chiqaruvchi zilzilalar sanaladi.
Dunyodagi seysmik stansiyalarning soni kun sayin oshib bormoqda. Bu esa, bir tomondan, Yer qa’ri to‘g‘risidagi ma’lumotlar hajmining oshishiga olib keladi va, ikkinchi tomondan, olinayotgan ma’lumotlarni qayta ishlash uchun tez ishlovchi kompyuterlardan foydalanishni taqozo etadi. Bu esa seysmik tomografiya deb nomlanuvchi usullar majmuasining rivojlanishiga olib keldi.
Shuni ta’kidlab o‘tish lozimki, bir jinsli (gomogen) muhitda seysmik to‘lqinlar to‘g‘ri chiziq holida tarqaladi va qayd etuvchi stansiyalarga hisoblangan vaqtda yetib boradi. Bir jinsli bo‘lmagan (geterogen) muhitlarda boshqacha hol kuzatiladi. Seysmik to‘lqinlar anomal massa bilan uchrashganda o‘z tezligini yo oshiradi, yoki sekinlashtiradi, bunda to‘lqinlar qayd etuvchi stansiyaga hisobdagi vaqtdan oldin yoki kechikib keladi. Shu yo‘sinda Yer qa’ridagi nobirjinsliklar topiladi.
Seysmologik ma’lumotlarga ko‘ra hozirgi kunda Yer bag‘rida yigirmatacha ajratuvchi chegara qayd etiladi va ular umumiy tarzda Yening konsentrik zonal qatlamli tuzilishi to‘g‘risida dalolat beradi. Bu chegaralar orasida ikkitasi: kontinentlarda 30-70 km chuqurliklarda va okeanlar ostida 5-10 km da yotuvchi Moxorovichich yuzasi (Moxo yoki oddiy M) hamda 2900 km chuqurlikdagi joylashgan Vixert - Gutenberg yuzasi asosiy sanaladi. Bu chegaralar sayyoramizni uchta asosiy qobiqlarga yoki geosferalarga ajratadi:

• 
  yer po‘sti - Moxorovichich yuzasi ustida joylashgan Yerning tashqi tosh qobig‘i;
  
• 
  Yer mantiyasi - Moxorovichich (yuqoridan) va Vixert -Gutenberg (pastdan) yuzalari bilan chegaralangan oraliq silikatli qobiq;
  

Yer yadrosi - Vixert - Guttenberg yuzasidan pastda joylashgan sayyoramizning markaziy tanasi.
Bu asosiy chegaralardan tashqari geosferalar ichida asosan moddalarning bir turdan ikkinchi turga fazoviy o‘tishi va xossalarining o‘zgarishi bilan ifodalangan bir qator ikkinchi darajali ajratuvchi chegaralar mavjud.
Chuqurlikdagi zonalarning moddiy takibi haqida bevosita ma’lumotlarning yo‘qligi bilvosita, birinchi navbatda seysmologik ma’lumotlardan foydalanishni taqozo etadi. Seysmologik ma’lumotlar bir qator chegaraviy shartlarni (zichlik o‘zgarishining o‘rtacha qiymati yer po‘sti uchun - 2,7 g/sm³ va yalpi Yer uchun - 5,52 g/sm³, Yerning aylanish o‘qiga nisbatan inersiyaning kuzatish momentidagi massalarning taqsimlanishini va b.) hisobga olganda, Yer moddalari zichligining chuqurlik oshishi bilan o‘zgarishini hisoblab topish imkonini beradi. Bu ma’lumotlarga tayangan holda turli chuqurliklarda bosim va haroratning qiymatini baholash mumkin.
Yerning ichki tuzilishida uning tashqi «tosh» qobig‘i - yer po‘sti alohida o‘rinni egallaydi (3-rasm). Chunki Yerdagi barcha tirik organizmlarning faoliyati, turli geologik jarayonlar, xilma-xil foydali qazilma konlari aynan shu qobiqda mujassamlangan. Yer po‘stining qalinligi ham bir xilda emas. Tog‘li o‘lkalarda u 60-70 km, tekisliklarda 35-45 km, okean ostida esa 5-10 km ni tashkil etadi. Bu qatlamlarda seysmik to‘lqinlarning tarqalish tezligi va tog‘ jinslari zichligi turlichadir.