Yer yuzasining shakllanishi va rivojlanishi Reja: I. Kirish II. Asosiy qism

2.3. Yerning ichik tuzilishi
Quyosh sistemasidagi planetalar ta’riflanganda ko‘rdikki, planetalarning tabiati uchun ularni tashkil etgan moddalar zichligining, binobarin, ichki tuzilishining ahamiyati juda katta ekan. Haqiqatda ham planetamizning geografik qobig‘i uning ustki yupqa qatlamidan iboratdir. Tabiiyki, u chuqurroqdagi qobiqlar (qatlamlar) bilan o‘zaro ta’sir etib turadi va unyng xususiyatlari ko‘p jihatdan planetaning ichki qismlariga bog‘liqdir. Geografiya garchi Yerning ichki tuzilishini o‘rganmasa-da, geografik qobiqni tushunish uchun boshqa fanlarning, birinchi navbatda, geofizikaning planetaning ichki tuzilishi haqidagi ma’lumotlaridan foydalanadi.
Planeta moddasining zichligi juda katta ahamiyatga ega. Yerning zichligi deb Yer massasining shunday hajmdagi suv massasiga bo‘lgan nisbatiga ay til a dq. Yerning hajmi aniq, shunday hajmdagi suv shari massasini og‘irligini osongina hisoblab chiqarish (hamma joyda zichligi 1 ga teng bo‘lsa) mumkin. Demak, Yer zichligini topish uchun uning og‘irligini bilish kerak. Buning uchun quyidagi ish qilinadi. Aylavma tarozi (Kulon tarozi) yordamida Yerning (M) tortishish kuchi (P) aniqlanadi. So‘ngra kuzatish joyiga massasi (m) ma’lum bo‘lgan metall shar qo‘yiladi va o‘sha tarozida Yer bilan metall sharning birgalikdagi tortish kuchi aniqlanadi. Birinchi va ikkinchi o‘lchashlar ko‘rsatkichi orasidagi farq (p) metall shar tortish kuchini bildiradi, metall massasi esa ma’lum. Bu o‘lchashlar bilan Yerning og‘irligini o‘lchash vazifasi quyidagi nisbatni yechishdan iborat bo‘ladi:
M:m-P:p, ya’ni Yer massasi (M) metall shar massasidan (m) necha marta ortiq. Yerga tortilish (P) metall sharga tortilish (P)lan necha marta katta ekani aniqlanadi. Shu yo‘l bilan Yerning massasi 5,98-10²⁷ g ga teng, o‘rtacha zichligi esa 5,52 g]sm³ ra teyg ekanligi hisoblab chiqilgan.
Bevosita geologik kuzatishlar bilan yer po‘stining yuqori qatlamidagi tog‘ jinslarining o‘rtacha zichligi 2,7 g/sm³ ga teng ekanligi aniqlangan. Bu qimmatni Yerning o‘rtacha zichligi bilan taqqoslash Yer sharining ichki qismidagi moddalar uning yuzasidagi moddalarga qaraganda og‘ir, degan xulosaga olib keladi.
Yerning ichki tuzilishi haqida zilzilalar natijasida hosil bo‘ladigan seysmik to‘lqinlarni, ya’ni yer moddalarining tebranma harakatlarini kuzatish eng aniq ma’lumotlar beradi. Yer qimirlaganda uch xil to‘lqin hosil bo‘ladi:

1. 
   Yer yuzasi bo‘ylab yuza to‘lkinlar tarqaladi, ularning tezligi kichik bo‘ladi.
   
2. 
   Bo‘ylama to‘lqinlar moddalarning o‘rtacha holati yaqiiida tul- qinlar yo‘nalishi bo‘yicha elastik tebranishi, ya’ni ketma-ket qisilib cho‘zilishidir. Bunday to‘lqinlar har qanday muhitda ham tarqalavera- di, tezligi eng katta bo‘ladi va seysmik stansiyalarga eng oldin yetib keladi.
   
3. 
   Ko‘ndalang to‘lqinlar moddalarning to‘lqin tarqalish yo‘nali- shiga nisbatan perpendikulyar tebranishlardir; bular moddalarning siljishn bilan, ya’ni modda shaklining o‘zgarishi bilan bog‘liq. Ta- biiyki, bu to‘lqinlar faqat qattiq moddalardan o‘tadi, suyuq va gaz- simon muhitda so‘nib qoladi, chunki suyuq va gazsimon moddalar shakl o‘zgarishiga qarshilik qilmaydi.
   

Seysmogrammalarni ya’ni yer qimirlash to‘lqinlarining yer yuzining turli qismlarida joylashgan seysmik stansiyalarda yozib olingan o‘tish shakli, kattaligi va vaqti yozuvlarini taqqoslash to‘lqin tezligini va uning butun Yer shari orqali o‘tgan yo‘lini aniqlab olishga imkon beradi. Agar butun Yer bir xil jinsdan tuzilgan bo‘lganda edi, to‘lqin to‘g‘ri chiziq bo‘ylab tarqalar hamda tezligi bir xil bo‘lar edi. Haqiqatda esa to‘lqinlarning o‘tish yo‘li murakkab bo‘ladi, tezligida keskin o‘zgarishlar bo‘lib turadi.
To‘lqinlar keskin o‘zgaradigan birinchi sath o‘rta hisobda 60 km chuqurlikda bo‘ladi; bu joyda bo‘ylama to‘lqinlar tezligi birdaniga sekundiga 5 km dan 8 km ga oshadi. Shundan keyin tezlik asta-sekin osha borib 2900 km chuqurlikda 13 km,\sek ga yetadi, so‘ngra birdaniga kamayib, 8 km/sek ga tushib qoladi, shundan keyin Yer markaziga tomon osha borib, 11 km/sek gacha chiqadi. Ko‘ndalang to‘lqinlar 2900 km dan chuqurga yetib bormaydi va bu chuqurlikdan qaytib, yer betiga chiqadi.
Seysmik to‘lqinlar tezligining 60 va 2900 km chuqurliklarda keskin o‘zgarishi bu masofalarda moddalar zichligining keskin o‘zgarishini aks ettiradi (9- rasm) va, binobarin, Yerning uchta asosiy qobiqqa, ya’ni geosferalarga bo‘linishini bildiradi. Bu qobiqlar: yer po‘sti, mantiya va yadrosi (o‘zagi).
Yerning qanday qobiqlardan tuzilganligi hozirgi vaqtda ancha yaxshi ma’lum. Bu qobiqlarning ximiyaviy tarkibi va moddalarning geosferalarga bo‘linish yo‘llari bir oz muammodir. Dastlab Laplas gipotezasiga asoslanib, turli xil qobiqlar tumanlikdagi qizigan moddaning turli ximiyaviy elementlarning elastikligiga muvofiq ravishda ketma-ket kondensatsiyasi natijasida hosil bo‘lgan deb tushuntirilar edi: eng avval temir kondensatsiyalashgan va temir-nikel yadrosi hosil bo‘lgan, so‘ngra esa yengilroq elementlar va ularning birikmalari yadro ustiga kelib tusha boshlagan. Qizigan planeta soviyotgan vaqtda uning sirtida qotgan sovuq yupqa yer po‘sti paydo bo‘lgan va eng keyin kondensatsiyalashgan yengil suv ana shu qobiq ustida to‘plangan.
Qadimgi tog‘ jinslarini o‘rganish ularning qizigan olov massadan hosil bo‘lganligini bildiruvchi hech qanday asar yo‘qligini ko‘rsatdi, lekin sovuq Yer sharida ham moddalarning tabaqalanishi ro‘y berib turadi. Qobiqlarning ximiyaviy tarkibi bir xil emas degan gipoteza bor. Sovuq kosmik moddadan vujudga kelgan Yer keyinroq o‘z-o‘zidan qizigan va qisman erigan, buning natijasida oson eruvchan va bug‘lanuvchi jinslar mantiyadan ajralib chiqib, yuqoriga ko‘tarilgan.
Butun geologik tarix davomida mantiyadan oson eruvchan va uncha zich bo‘lmagan jinslar ajrab chiqib, Yerning yuqori qatlamlari ular bilan boyib turgan. Buning oqibatida Yerda ximiyaviy elementlar pastdan yuqoriga tomon qonuniy ravishda qobiqlar hosil qilib joylashgan. Yadroda temir va nikel bo‘lishi mumkin, mantiyada asosan magniy va kremniy, yer po‘stida esa toshli elementlar-silikatlar, oksidlar, alyuminiy, kalsiy, kremniy ko‘pchilikni tashkil etadi. Shundan qilib, yer po‘sti mantiyadan ajralib niqqan mahsulotlar (moddalar) mahsulidir. Bu gipoteza mantiya bilan yadroda katta bosim ostida elementlar yer yuzasidagiga qaraganda, albatta, zichroq tuzilishga ega bo‘ladi, ya’ni kristall kataklar tamoman qaytadan tuziladi va elementlar atomlari maksimal darajada zich joylashadi deb hisoblaydi.
Fazali (keskin) o‘tishlar gipotezasi mantiya va yadro holatini yuqori bosim ta’siri natijasi deb tushuntiradi, yuqori bosim ostida moddalar ximiyaviy tarkibi qanday bo‘lishidan qat’i nazar, elektron qobiqlarning siqilishi va elektronlarning yaqinlashishi hisobiga boshqacha fizik holatga o‘tadi. 2900 km chuqurlikda, ya’ni Yer yadrosining yuqori chegarasida bosim 1,510¹² dina/sm²ga yoki 1370000 atm ga yetadi. Bunday va bundan ortiq bosim ostida atomlar qobig‘i buziladi va atom yadrolari zlektronlarning umumiy massasiga aralashib ketadi. Modda yangi fizik holatga, ya’ni haddan tashqari qattiq holatga o‘tadi, bunda moddani ximiyaviy element yoki birikma nomi bilan atash mumkin emas. Bunday holatdagi modda fizik xossalariga ko‘ra universal metall bo‘ladi va shu sababli magnit xossalariga ega bo‘ladi.
Yadroda ko‘ndalang to‘lqinlarning so‘nishini fazali o‘tishlar gipotezasi atomlarning tartibsiz holati bilan, himiyaviy farqlar gipotezasi esa moddalarning suyuq holati bilan bog‘lab tushuntiriladi. Yer mantiyasi uch qatlamga bo‘linadi: yuqori (V), o‘rta (S) va quyi (D). Yuqori mantiya dunitlardan-magnit bilan temirga boy bo‘lgan silikat jinslardan tashkil topgan. Dunit quyiroqda, aftidan, silikatlarning zichroq xili gabbroeklogit bilan almashinadi. Yuqori mantiya faqat vertikal yo‘nalishda emas, gorizontal yo‘nalishda ham har xil tarkiblidir. Okeanlar ostidagi mantiya) tarkibi materiklar ostidagi mantiya tarkibidan boshqacharoqdir.
Yuqori mantiyada 100 km dan 700 km chuqurlikkacha moddalar Yerning ichki qismi issiqligi ta’sirida erigan holatda bo‘lishi mumkin. 100 km dan yuqorida temperatura jinslarning erishi uchun yetarli emas, 700 km dan chuqurda esa bosim juda kattadir. Erigan qatlamda materiklar og‘irligini muvozanatga keltirib turish uchun moddalar oqadi (quyiroqdagi— «izostatsiyaga» qarang). Vulkan o‘choqlari va chuqur fokusli zilzila markazlari shu yerda joylashgan.
O‘rta mantiyada fizik-ximik o‘zgarishlar eng ko‘p ro‘y beradi; kristall kataklar buziladi, elektron qobiqlar qisqaradi, atomlar zich Gravimetriya— og‘irlik kuchini o‘rganish turli rayonlardagi yer po‘stining xarakteri va qalinligi haqida muhim ma’lumotlar be-radi. Ma’lumki, og‘irlik kuchining miqdori Yer massasining tortishi va planetaning o‘z o‘qi atrofida aylanishidan hosil bo‘lgan markazdan qochma kuchga teng. Ekvatorial kengliklarda og‘irlik kuchi o‘rta hisobda 978 gal ga teng, qutbiy o‘lkalarda esa 983 gal gacha yetadi. Bunga Yerning sferoid shaklda zkanligi ham, yuqori geografik kengliklarda markazdan qochma kuchning kamayishi ham sababdir. Og‘irlik kuchini bir xil geografik kengliklarda, ayniqsa materikdan okeanga va tekisliklardan tog‘larga o‘tiladigan joylarda kuzatish yer po‘stining tuzilishi haqida katta faktik material beradi. Tog‘ tizmalari yer yuzasida qo‘shimcha massa hosil qiladi va tog‘li o‘lka massasiga proporsional ravishda og‘irlik kuchini oshirishm kerak.
Yer po‘sti har doim o‘zgarib turadi. Uzgarish bilan birga tobora murakkablashib boryapti—er po‘stining rivojlanishi ro‘y bermoqda. Yer po‘stining hozirgi holati bu rivojlanish jarayonining faqat bir bosqichini aks ettiradi xolos.
Yuqorida Yerning ichki issiqligi haqida, planetaning o‘z-o‘zidan qizishi haqida, yuqori mantiyada moddalar eriydigan qatlam borligi to‘g‘risida bir necha marta aytib o‘tildi. Shu narsani nazarda tutish kerakki, chuqurdagi qatlamlarning issiqlik rejimi ularning ximiyaviy tarkibi kabi juda kam o‘rganilgan. Yerning ichki qismidagi issiqlik qoldiq issiqlik emasligi aniq. Yer ichki issiqligining ikkita manbai-bosim energiyasi (modda qancha ko‘p qisilsa, u shuncha ko‘p adiabatik qiziydi) va og‘ir elementlar yadrosining parchalanish manbai bor, deb taxmin qilinadi. Issiqlik manbalarini miqdoriy baholashning (hozirgi bu baho juda ham taxminiy) ko‘rsatishicha, ular o‘zaro taxminan teng va Yerda issiqlik tarqalayotganiga qaraganda ko‘proq to‘planayapti. Ortiqcha issiqlik tektonik harakatlar-tog‘larning paydo bo‘lishi, vulkanlar otilishi va zilzilalarda ishtirok etadi.
Havoning isishida, iqlimlarning tarkib topishida ichki issiqlik ishtirok etmaydi; atmosferada faqat quyosh radiatsiyasi rol o‘ynaydi.
Temperaturaning sutkalik o‘zgarishi havo temperaturasining sutkalik amplitudasiga va tog‘ jinslari xarakteriga bog‘liq holda bir necha santimetrdan 1—2 metrgacha chuqurga yetib boradi. Urtacha geografik kengliklarning kontinental iqlimli o‘lkalarida temperaturaning yillik o‘zgarishi 20—30 m chuqurlikkacha kirib boradi. Ana shu chuqurlikda doimiy temperaturali qatlam yoki izotermik gorizont bo‘ladi. Uning temperaturasi mazkur o‘lkadagi havoning o‘rtacha yillik temperaturasiga teng. Yillik amplitudasi kichik bo‘lgan qutbiy va ekvatorial o‘lkalarda izotermik gorizont yer yuzasiga yaqin joyla-shadi. Yer po‘stining temperaturasi fasllarga qarab o‘zgarib turadigan yukori qatlamini faol qatlam deb ataladi.
Shaxtalarda va burg‘ quduqlarida olib borilgan o‘lchashlar izotermik gorizontdan pastda temperatura ko‘tarilib borishini ko‘rsatadi. Har 100 metr chuqurlikda temperatura ko‘tarilgan graduslar miqdori geotermik gradient deb ataladi. Chuqurga tushgan sari temperatura 1°S ko‘tariladigan masofa (m hisobida) geotermik bosqich deyiladi. Geotermik bosqich turli joyda ancha turlicha bo‘ladi. U relefga, tog‘ jinslarining issiqlik o‘tkazish qobiliyatiga, vulkan o‘choqlarining uzoq-yaqinligiga, yer osti suvlari oqimlariga bog‘liq. Geotermik bosqich o‘rta hisobda 33 m ga teng. Vulkanli o‘lkalarda u 5 m atrofida bo‘lishi mumkin, geologik barqaror o‘lkalarda (platformalarda) chu-qurga tushgan sari temperatura sekin-asta ko‘tarilib boradi, ba’zan har 100 m da GS oshadi. Issiq buloqlar, ko‘mir va neft konlari, yosh otqindi jinslar geotermik bosqichni qisqartiradi. U vodiylar ostida kichik, tog‘ tepalari tagida esa katta bo‘ladi.