Neft va gaz geologiyasi

Yerning issiqlik maydoni

Yer sovuq osmon jismlari jumlasiga kiradi. Kosmik bo‘shliqqa tashqaridan oladiganiga nisbatan kam issiqlik beradi. Uning yuzasiga Quyoshdan kelayotgan ulkan energetik oqim ta’sir etadi. M. D. Xutorskiy ma’lumotlari bo‘yicha u 5,5 • 1024 Dj/yilga teng bo‘lib, o‘zining xususiy issiqliq oqimiga nisbatan 10 ming marta ko‘p. Bu energiyaning 40 % ga yaqini sinib, kosmik bo‘shliqqa qaytadi. Qolgan qismi atmosfera, gidrosfera va biosferani isitishga sarf bo‘ladi. Faqat 2% energiyagina tog‘ jinslarining nurashi, cho‘kindi jinslarning hosil bo‘lishiga sarf bo‘ladi, organik moddalarda va yonuvchi foydali qazilmalarda to‘planadi.

Quyosh energiyasi Yerning eng ustki qatlamining haroratini belgilaydi va u iqlimning sutkalik va fasliy o‘zgarishini ta’minlaydi.
Haroratning sutkalik o‘zgarishi 12 m chuqurlikkacha, fasliy o‘zgarishi esa 30 m gacha ta’sir ko‘rsatadi. Tog‘ jinslariga haroratning fasliy o‘zgarishi ta’sir etmaydigan chuqurlikdan pastki sath doimiy harorat qambari yoki neytral qatlam deyiladi. Haroratning fasliy o‘zgarishi ta’sir ko‘rsatuvchi yuza qatlamining butun hajmi geliotermozona deyiladi. Undan pastki qatlamlarda harorat Yerning ichki energetik resurslari bilan belgilanuvchi ichki qismida geotermozona joylashgan.
Neytral qatlamning gipsometrik sathida tog‘ jinslarining harorati shu hududning o‘rtacha yillik ko‘rsatkichiga teng. Masalan, u O‘rta Osiyo uchun 20⁰С, Taymir uchun 13°С ga teng. Mintaqaga bog‘liq holda domiy harorat qambari turli chuqurliklarda joylashgan bo‘ladi.
1868 yili ingliz fizigi U. Tomson (lord Kelvin) tashabbusi bilan shaxta va burg‘i quduqlarida chuqurlik sari haroratning o‘zgarishi tizimga solingan. Bunda har 100 m da harorat o‘rtacha 2,5-3,5°С ga oshishi aniqlandi. Shundan boshlab geotermiya aniq dalillarga asoslangan bo‘ldi.
Yer issiqlik maydonining bosh geotermik parametrlari bo‘lib: -geotermik gradiyent;
-geotermik bosqich;
-issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti;
-issiqlik sig‘imi;
-issiqlik oqimining zichligi;
-issiqlik generatsiyasi kattaligi kabilar hisoblanadi.
Geotermik gradiyent tog‘ jinslari haroratining masofa birligida o‘zgarishini ifodalaydi. Geotermik gradiyentga teskari bo‘lgan kattalik geotermik bosqich deyiladi. U harorat 10° ga oshishi kuzatiladigan oraliqni belgilaydi.
B. Guttenberg ma’lumotlariga ko‘ra geotermik gradiyent yer sharining turli nuqtalarida sezilarli farq qiladi. Uning maksimal qiymati minimal qiymatidan 15 martadan ortiq bo‘lib, bu mintaqalarning endogen faolligini va ulardagi tog‘ jinslarining turlicha issiqlik o‘tkazish xususiyatlarini ko‘rsatadi.
Qadimiy Sharqiy Yevropa platformasining kristalli qalqonida qazilgan Kola o‘ta chuqur burg‘i qudug‘ining (O‘CHB) 11 km chuqurligida harorat 200°С ni tashkil etgan bo‘lib, bu ko‘rsatkich geotermik gradiyent 18°С va geotermik bosqich 55 m ga tengligini ko‘rsatadi.
Geotermik gradiyentning eng yuqori qiymati okean va kontinentlarning harakatchan zonalarida, past qiymati esa kontinental po‘stloqning eng turg‘un va qadimiy uchastkalarida kuzatiladi. Gradiyentlarning o‘zgarishi ko‘pincha 1 km da 20 dan 50°С gacha oraliqda, geotermik bosqichniki esa 15-45 m diapozonda amalga oshadi. Yer shari uchun o‘rtacha geotermik gradiyent 1 km da 30°С ni, geotermik bosqich esa 33 m ni tashkil etadi.
Geotermik gradiyent Yer issiqlik maydonining muhim parametri sanaladi, ammo u ma’lum vaqt oralig‘ida jins hajmidan qancha miqdorda issiqlik o‘tishi to‘g‘risida to‘liq tushuncha bermaydi, ya’ni Yerning issiqlik sarfini xarakterlamaydi. Zero, bir xil harorat gradiyentida turlicha issiqlik o‘tkazish qobiliyatiga ega bo‘lgan jinslar orqali turlicha issiqlik miqdori o‘tadi. Tog‘ jinslarining issiqlik o‘tkazish xususiyati issiqlik o‘tkazish koeffitsiyentini (K) xarakterlaydi va u harorat gradiyenti 1 ga teng bo‘lganda vaqt birligida o‘tuvchi issiqlik miqdoriga teng bo‘ladi.
Tog‘ jinslarining issiqlik o‘tkazish koeffitsiyenti ularning moddiy tarkibi va tuzilishining quyidagi xususiyatlariga bog‘liq:
- tarkibidagi minerallarning xossalari va ularning o‘zaro munosabatiga;
- kristallarning kristallanish darajasi (amorf, noto‘liq kristalli jinslar to‘liq kristallilariga nisbatan issiqlik o‘tkazishi yomonroq bo‘ladi) va o‘lchamlariga;
- jins tarkibiga kiruvchi fazalar (qattiq, suyuq, gazsimon) nisbatiga. Boshqa barcha teng sharoitlarda jinsning suvga to‘yinganligi uning issiqlik o‘tkazish qobiliyatini oshiradi;
- tog‘ jinslarining teksturaviy, xususan issiqlik o‘tkazishini pasaytiruvchi, ayniqsa, bo‘shliqlari gaz bilan to‘lgan g‘ovakligiga. G‘ovaklar bo‘shlig‘ining strukturasi ham muhim ahamiyatga ega.
Issiqlik maydoniga issiqlik oqimining zichligi to‘liq xarakteristika beradi.
Qadimiy platformalarning issiqlik oqimi nisbatan bir xil va uning zichligi 35 dan 55 mVt/m² gacha. Sibir platformasining shimoliy qismi uchun isiqlik oqimi 21 mVt/m² dan past.
Platforma hududlaridagi rift botiqliklari qambarida issiqlik oqimining qiymati o‘rtacha 70-80 mVt/m², ba’zan 165 mVt/m² ga boradi (Baykal rifti).
Tog‘ tizmalari, ayniqsa yosh tog‘lar ham issiqlik oqimining yuqori qiymatiga ega. Kavkaz uchun uning qiymati 13 dan 100 mVt/m² gacha oraliqda o‘zgaradi.
O‘rta okean tizmalari (O‘OT) qambarlarida issiqlik oqimining qiymati juda yuqori (1500 mVt/m² gacha), o‘rtachasi 400-600 mVt/m² ni tashkil etadi. Transformali yer yoriqlari zonasida issiqlik oqimining qiymati 135 dan 360 mVt/m² gacha boradi.
Issiqlik oqimining eng yuqori qiymati Islandiya, Baykal, Qizil dengiz, Sharqiy Tinch okeani tepaliklari, O‘rta Atlantika, Hind okeani tizmalari, Oxota va Yapon dengizlari uchun xarakterli.
Issiqlik oqimi sayyoraning ichki qismidan fazo bo‘shlig‘iga har yili 1020 Dj issiqlik chiqaradi. Bu energiya zilzilalar, vul­kan faoliyati, gidrotermal faollikning yillik energiyasidan 100 marta ortiq. Issiqlik oqimi Yerning ichki qismidan yuzasiga ko‘tarilib chiqadi va keyinchalik ikki usulda fazoga tarqalib ketadi.
1. Konduktiv issiqlik oqimi sifatida (tog‘ jinslarining issiqlik o‘tkazish qobiliyati hisobiga).
2. Vulkanizm jarayonlar va gidrotermal faoliyatlarda issiqlikning konvektiv chiqarilishi (5-rasm).
Konduktiv oqimlar bilan issiqlik chiqarilishi quvvati konvektiv usuldagidan 100 barobar ko‘p.