Масъул муҳаррир: академик Т. Н. Долимов, г м. ф д., проф. Тақризчилар

3.3. Ернинг иссиқлик майдони

Ер совуқ осмон жисмлари жумласига киради. Космик бўшлиққа ташқаридан оладиганига нисбатан кам иссиқлик беради. Унинг юзасига Қуёшдан келаётган улкан энергетик оқим таъсир этади. М. Д. Хуторский маълумотлари бўйича у 5,5 • 1024 Дж/йилга тенг бўлиб, ўзининг хусусий иссиқлиқ оқимига нисбатан 10 минг марта кўп. Бу энергиянинг 40 % га яқини синиб, космик бўшлиққа қайтади. Қолган қисми атмосфера, гидросфера ва биосферани иситишга сарф бўлади. Фақат 2% энергиягина тоғ жинсларининг нураши, чўкинди жинсларнинг ҳосил бўлишига сарф бўлади, органик моддаларда ва ёнувчи фойдали қазилмаларда тўпланади.

Қуёш энергияси Ернинг энг устки қатламининг ҳароратини белгилайди ва у иқлимнинг суткалик ва фаслий ўзгаришини таъминлайди.
Ҳароратнинг суткалик ўзгариши 12 м чуқурликкача, фаслий ўзгариши эса 30 м гача таъсир кўрсатади. Тоғ жинсларига ҳароратнинг фаслий ўзгариши таъсир этмайдиган чуқурликдан пастки сатҳ доимий ҳарорат қамбари ёки нейтрал қатлам дейилади. Ҳароратнинг фаслий ўзгариши таъсир кўрсатувчи юза қатламининг бутун ҳажми гелиотермозона дейилади. Ундан пастки қатламларда ҳарорат Ернинг ички энергетик ресурслари билан белгиланувчи ички қисмида геотермозона жойлашган.
Нейтрал қатламнинг гипсометрик сатҳида тоғ жинсларининг ҳарорати шу ҳудуднинг ўртача йиллик кўрсаткичига тенг. Масалан, у Ўрта Осиё учун 20⁰С, Таймир учун 13°С га тенг. Минтақага боғлиқ ҳолда домий ҳарорат қамбари турли чуқурликларда жойлашган бўлади.
1868 йили инглиз физиги У. Томсон (лорд Кельвин) ташаббуси билан шахта ва бурғи қудуқларида чуқурлик сари ҳароратнинг ўзгариши тизимга солинган. Бунда ҳар 100 м да ҳарорат ўртача 2,5-3,5°С га ошиши аниқланди. Шундан бошлаб геотермия аниқ далилларга асосланган бўлди.
Ер иссиқлик майдонининг бош геотермик параметрлари бўлиб: -геотермик градиент;
-геотермик босқич;
-иссиқлик ўтказиш коэффициенти;
-иссиқлик сиғими;
-иссиқлик оқимининг зичлиги;
-иссиқлик генерацияси катталиги кабилар ҳисобланади.
Геотермик градиент тоғ жинслари ҳароратининг масофа бирлигида ўзгаришини ифодалайди. Геотермик градиентга тескари бўлган катталик геотермик босқич дейилади. У ҳарорат 10° га ошиши кузатиладиган оралиқни белгилайди.
Б. Гуттенберг маълумотларига кўра геотермик градиент ер шарининг турли нуқталарида сезиларли фарқ қилади. Унинг максимал қиймати минимал қийматидан 15 мартадан ортиқ бўлиб, бу минтақаларнинг эндоген фаоллигини ва улардаги тоғ жинсларининг турлича иссиқлик ўтказиш хусусиятларини кўрсатади.
Қадимий Шарқий Европа платформасининг кристалли қалқонида қазилган Кола ўта чуқур бурғи қудуғининг (ЎЧБ) 11 км чуқурлигида ҳарорат 200°С ни ташкил этган бўлиб, бу кўрсаткич геотермик градиент 18°С ва геотермик босқич 55 м га тенглигини кўрсатади.
Геотермик градиентнинг энг юқори қиймати океан ва континентларнинг ҳаракатчан зоналарида, паст қиймати эса континентал пўстлоқнинг энг турғун ва қадимий участкаларида кузатилади. Градиентларнинг ўзгариши кўпинча 1 км да 20 дан 50°С гача оралиқда, геотермик босқичники эса 15-45 м диапозонда амалга ошади. Ер шари учун ўртача геотермик градиент 1 км да 30°С ни, геотермик босқич эса 33 м ни ташкил этади.
Геотермик градиент Ер иссиқлик майдонининг муҳим параметри саналади, аммо у маълум вақт оралиғида жинс ҳажмидан қанча миқдорда иссиқлик ўтиши тўғрисида тўлиқ тушунча бермайди, яъни Ернинг иссиқлик сарфини характерламайди. Зеро, бир хил ҳарорат градиентида турлича иссиқлик ўтказиш қобилиятига эга бўлган жинслар орқали турлича иссиқлик миқдори ўтади. Тоғ жинсларининг иссиқлик ўтказиш хусусияти иссиқлик ўтказиш коэффициентини (К) характерлайди ва у ҳарорат градиенти 1 га тенг бўлганда вақт бирлигида ўтувчи иссиқлик миқдорига тенг бўлади.
Тоғ жинсларининг иссиқлик ўтказиш коэффициенти уларнинг моддий таркиби ва тузилишининг қуйидаги хусусиятларига боғлиқ:
- таркибидаги минералларнинг хоссалари ва уларнинг ўзаро муносабатига;
- кристалларнинг кристалланиш даражаси (аморф, нотўлиқ кристалли жинслар тўлиқ кристаллиларига нисбатан иссиқлик ўтказиши ёмонроқ бўлади) ва ўлчамларига;
- жинс таркибига кирувчи фазалар (қаттиқ, суюқ, газсимон) нисбатига. Бошқа барча тенг шароитларда жинснинг сувга тўйинганлиги унинг иссиқлик ўтказиш қобилиятини оширади;
- тоғ жинсларининг текстуравий, хусусан иссиқлик ўтказишини пасайтирувчи, айниқса, бўшлиқлари газ билан тўлган ғоваклигига. Ғоваклар бўшлиғининг структураси ҳам муҳим аҳамиятга эга.
Иссиқлик майдонига иссиқлик оқимининг зичлиги тўлиқ характеристика беради.
Қадимий платформаларнинг иссиқлик оқими нисбатан бир хил ва унинг зичлиги 35 дан 55 мВт/м² гача. Сибир платформасининг шимолий қисми учун исиқлик оқими 21 мВт/м² дан паст.
Платформа ҳудудларидаги рифт ботиқликлари қамбарида иссиқлик оқимининг қиймати ўртача 70-80 мВт/м², баъзан 165 мВт/м² га боради (Байкал рифти).
Тоғ тизмалари, айниқса ёш тоғлар ҳам иссиқлик оқимининг юқори қийматига эга. Кавказ учун унинг қиймати 13 дан 100 мВт/м² гача оралиқда ўзгаради.
Ўрта океан тизмалари (ЎОТ) қамбарларида иссиқлик оқимининг қиймати жуда юқори (1500 мВт/м² гача), ўртачаси 400-600 мВт/м² ни ташкил этади. Трансформали ер ёриқлари зонасида иссиқлик оқимининг қиймати 135 дан 360 мВт/м² гача боради.
Иссиқлик оқимининг энг юқори қиймати Исландия, Байкал, Қизил денгиз, Шарқий Тинч океани тепаликлари, Ўрта Атлантика, Ҳинд океани тизмалари, Охота ва Япон денгизлари учун характерли.
Иссиқлик оқими сайёранинг ички қисмидан фазо бўшлиғига ҳар йили 1020 Дж иссиқлик чиқаради. Бу энергия зилзилалар, вул­кан фаолияти, гидротермал фаолликнинг йиллик энергиясидан 100 марта ортиқ. Иссиқлик оқими Ернинг ички қисмидан юзасига кўтарилиб чиқади ва кейинчалик икки усулда фазога тарқалиб кетади.
1. Кондуктив иссиқлик оқими сифатида (тоғ жинсларининг иссиқлик ўтказиш қобилияти ҳисобига).
2. Вулканизм жараёнлар ва гидротермал фаолиятларда иссиқликнинг конвектив чиқарилиши (23-расм).
Кондуктив оқимлар билан иссиқлик чиқарилиши қуввати конвектив усулдагидан 100 баробар кўп.