Экзогендік геологияоық процестер

Үгілу (выветривание — немісше «веттер» — ауа райы деген мағынада) процессі деп, жер қыртысын құрайтын алғашқы заттардың (магмалық, метаморфтық және шөгінді жыныстардың) жер бетінде табиғи үздіксіз жүріп жататын биохииялық) әр турлі әрекеттердің нәтижесінде (ыстық ауа мен салқын ауаның кезек алмасуы, жауын-шашын, су мен жел, ауадағы оттегі мен көмір қышқыл газының және әр түрлі қышқылдардың химиялық әсері күн радиациясы, тірі организмдермен өсімдіктердің әрекеттері) байқалатынөзгерістердін жиынтығынайтады

Денудациялық (латынша «денудацио» — ашылу) процессі — угілу заттарының денудация агенттерді. (гравитациалық күштері мұхит пен теңіз суларына «атмосфералық сулар мен құрлық сулары, мұздықтар мен сокқан жел әрекеттері күшімен жаңа орынға тасымалданатын тау жыныстарының ауыстыру әрекеттерін қамтиды. Бұл әрекеттердің нәтижесінде жер беті тегістеліп, тегіс пішінді бедер түрлері қалыптасады.

Аккумуляциялық (шөгінді қабаттардың жилалуы) процестердің нәтижесінде, алғашқы жыныстардың (магмалық, метаморфтық) үгілу заттары жер бедерінің ойыс немесе шұнғыл аудандарында (өзен аңғарларында, көлдер мен батпақтарда, мұхиттар мен теңіздерде) тұнбалар түрінде шөгінді қабаттар түзіледі.

Диагенез — борпылдақ шөгінді қабаттардың цементтеліп, шөгінді тау жыныстарына айналуына әсерін тигізетін термодинамикалық күрделі процесс. Мысалы, құмнан — құмтас, жұмырланған малта тастан конгломерат, су жәндіктерінің қалдықтарынан — қабыршақтас (ракушняк), өсімдіктер қалдықтарынан — торф, тас көмір қабаттары пайда болады, ал құмға араласқан ізбесті лайдан ізбестас түзіледі.

Экзогендік геологиялық процестердің барлығы да бір-бірімен өте тығыз байланысты. Бұл әрекеттердің қарқындылығы әр түрлі геологиялық, физикалық- географиялық және т. б. көптеген факторларға тәуелді.

Олардың ішінде жер қыртысының тектоникалық козғалыстары, климаттық жағдайы мен геологиялық құрылыс ерекшеліктері, бедер пішіндері және уақыт мерзімдері маңызды роль атқарады. Экзогендік процестердің арқасында жер қыртысының топырақ қабаты және әр түрлі пайдалы қазбалар құралады. Пайдалы қазбалардың дүниежүзілік мөлшерінің — 60% - экзогендік процестерге байланысты түзілген кен орындарынан өндіріледі.

Сонымен қатар өзен, көл және теңіз жағалауларының бұзылуы, құлама жарқабақтардың опырылып құлауы немесе сырғып-жылжуы, қар көшкіндері, тау беткейлерінің бұзылып-шайылуы, терең сайлардың ұлғаюы

27Жер сілкінуді зерттеу әдістері. XIX ғасырдың ортасына қарай жер сілкіну құбылыстарының белгілі бір аудандарда ғана қайталанып отыратындығы айқындалды.

Бұл жағдай ғалымдарға жер сілкіну каталогын (тізімін) жасау жұмыстарымен айналысуға мүмкіндік туғызады. Ресей территориясын,

Элицентр қамтитын ең алғашқы каталог авторларының қатарында И. В. Мушкетов пен А. П. Орловтың есімдерін атауға болады. XIX ғасырдың соңында жер сілкіну құбылыстарын тіркеуге арналған арнаулы құрал-жабдықтар жасалына бастады (Ресейде — Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров; Германияда — А. В. Вихерт) және геофизиканың бір саласы сейсмология (грекше “сейсма” — сілкіну) жер сілкіну әрекеттерін зерттейтін өзінше бір жаңа ғылыми бағыт болып қалыптасты.

Сейсмологияда қолданылатын негізгі ұғымдар: жер сілкіну ошақтары немесе гипоцентр (жер сілкіну фокусы деп те аталады), оның жер бетіндегі проекциясы эпицентр, сілкіну күші бірдей нүктелерді (бір-біріне) қосатын сызықтары изосейст, сілкіну күші ең жоғары (тах) аймақтары плейстосейст деп аталады (VIII. 3-сурет).

Жер сілкіну күші сейсмикалық кесте (шкала) арқылы анық-талады. XIX ғасырда жасалған ең алғашқы салыстырмалы кестенің авторлары Италия ғалымы де Росси мен Швейцария ғалымы Форрель (1880 ж.) болып саналады. 1931 ж. жапония ғалымы Вадати жер сілкінудің магнитудалық шамасын анықтауға арналған өз кестесін ұсынады. 1935 ж. белгілі сейсмолог, американ; (Калифорния) ғалымы Ч. Рихтер (Вадати кестесінің.негізінде) оның жетілдірілген және толықтырылған вариантын жасайды. Магнитуданы есептеп шығару үшін, жер сілкіну ошағының тереңдігін және оның эпицентр- ден қашықтығын білу керек. Әрине, мұндай жұмыстарды жүргізу өте сезімтал аппаратураны қажет етеді.

Ч. Рихтер мен австриялық ғалым Б. Гутенбергтің берген анықтамасы бойынша, магнитуда (“М>>) деп, сейсмикалық толқынның (эпицентрден 100 км-лік қашықтықта стандарттық сейсмограф көмегімен жазылып3 алынған) максимал (“тах”) амплитудасының ондық логарифм шамасын (мм-дің мыңнан бір бөлігі) айтады.

Басқаша айтқанда магнитуда дегеніміз жер сілкіну-дін салыстырмалы энергетикалық өлшемі. Онын, шамасы сейсмограммада жазылған толқынның амплитудасы мен периодын өлшеу арқылы анықталады. Әдетте толқын амплитудасы шамамен он есе артқан кезде, жер сілкіну магнитудасы бір шамаға артып отырады.

Рихтер кестесінің (теория жүзінде) не жоғарғы, не төменгі шегі болмайды. Бұл кесте бойынша Гималайда (1950 ж.) және Лиссабонда (1755 ж.) болған жер сілкі-нулер ен, күшті (М^8,9) апатты оқиғалар қатарына жатады.

Жер сілкінудіқ магнитудалық шамасын (М) көрсететін Рихтер кестесі

Рихтер кестесі бойынша жер сілкінудің (энергетикалық) күші тек магнитудалық өлшем (жер сілкіну ошағында бөлінген энергияға пропорционал шама) арқылы анықталады. Қейде жер сілкіну әрекетінің қарқындылығын магнитудалық ұғыммен шатастырады. Сондықтаң түсініктірек болу үшін бұл үғымдардың мазмұнына толығырақ тоқталуға тура келеді. Магнитуда шамасы (әрбір жер сілкінісі үшін) тұрақты бір санмен анықталатын объективті шама. Ал жер сілкіну әрекетінің қарқындылығы (интенсивтігі) жер бетінде байқалатын формациялық өзгерістердің көлемімен және оның жер бетінде өмір сүретін адамдардың физиологиялық сезім мүшелеріне тигізетін әсері арқылы сипатталатын субъективті өлшем. Де Росси мен Форрель (1880 ж.) ұсынған кесте бойынша жер сілкіну әрекетінің қарқындылығы ден X ға дейінгі аралықтағы рим санымен белгіленеді.

1902 ж. бұл кесте италияндық Меркалли мен Қанканидің жұмыстарымен толықтырылып, XII балдық жаңа кесте түрінде қолданыла бастайды. Кейінірек бұл кесте неміс ғалымы

А. Зибергтің жұмыстарында аздаған өзгерістерге ұшырап, МСS (Меркалли — Канкани—Зиберг) деген атпен белгілі болды. Ал Американ ғалымдары Вуд және Ньюмен ұсынған “ММ” (модификациялық өзгерістерге ұшыраған Меркалли кестесі) іс жүзінде көп пайдаланылмайды.

1964 ж. үш сейсмолог ғалымның (С. В. Медведев —1 ТМД, В. Шпонхойер — ФРГ, В. Қарник — ЧССР) фамилияларының бас әріптерінен құралған халықаралықі кесте (МSК.-64) қабылданып, қазіргі кезге дейін қолданылып келеді. Бұл кесте бойынша, I мен IV балға дейінгі аралықта жер сілкіну әрекетінің қарқындылығы адам- дардың (физиологиялық) алған әсері (эмоциясы) негізінде, V тен IX балға дейінгі аралықта құрылыс орындарының қирау дәрежесіне қарай анықталады, алі X нан XII балға дейінгі аралықта байқалатын жер бетінің деформациялық ірі өзгерістері (ығысу, ыдырау. қатпарлану, жылжу, жылысу, опырылу, жарылу) жер сілкіну әрекетінің ең жоғарғы дәрежедегі көрсеткіші болып саналады.

Сонымен, ТМД территориясында қолданылатын XII балдық макросейсмикалық кестенің (М5К-64) негізгі мазмұны мына төмендегідей:

/ балл. Арнаулы сейсмикалық құралдар мен аспаптар арқылы рана байқалады (әлсіз дірілдер).

// балл. Толық тыныштық жағдайда кейбір сезімтал адамдар ғана сезеді (әлсіз дірілдер мен тітіркенулер)^

/// балл. Халықтың шағын бөлігі ғана сезеді. Жоғарғы этаждарда анық сезіледі. Үйдің жанынан өте шыққан жүк автомашинасының туғызған діріліндей әсер қалдырады (өте әлсіз сілкіну).

IV балл. Халықтың көпшілігі сезеді. Үй ішінде терезенің әйнегі дірілдеп, ыдыс-аяқтар сыңғырлайды; люстралар ақырындап тербеліп, есіктер сықырлайды; ұйқыдағы адамдардың оянуы мүмкін; ауыр жүк автомашинасы үйдің қабырғасын соғып өткендей әсер қалдырады (әлсіз сілкіну).

V балл. Үй ішіндегі барлық адам, ал көшедегі адамдардын, басым көпшілігі сезінеді; үй іші шайқалып, есіктер ашылып-жабылып, жеңіл заттар құлап түседі; қабырғада кішігірім жарықшақтар пайда болып, сылақтары түсіп жатады; ұйқыдағы адамдар түгелдей оянып кетеді (орта дәрежедегі сілкінулер).

VI балл. Халық түгел сезінеді. Қорқыныш сезімі пайда болып, үрей туғызады. Үй ішіндегі кейбір заттар орнынан козғалып, ыдыс-аяқтар сынуы мүмкін; маятниктті сағаттар тоқтап қалады; қабырғалардың жапсарлары ажырап, сылақтары кесек бөлшектер түрінде опырылып құлап түсуі мүмкін. Құдықтардағы су деңгейі өзгерістерге ұшырайды (үрей туғызатын сілкінулер).

VII балл. Үй ішіндегі кейбір заттар құлайды. Үйдегі адамдардың барлығы да көшеге жүгіріп шығады. Сазды кірпіштен салынған нашар үйлердің қабырғаларында терен жарықтар пайда болып, кейбіреулері жартылай болса да қирайды. Ал таза кірпіштен немесе темір-бетонды ірі панельден тұрғызылған үйлердін, қабырғала-рында кішігірім жарықтар пайда болып, сылақтары опырылып құлап түседі. Кейбір жағдайда түтін мұржалары бұзылып, құлап жатады. Машина айдап келе жатқан адамдарға да сезіледі (күшті сілкінулер).

VIII балл. Үй ішіндегі ауыр заттарға дейін түгел құлайды. Ірі панельден тұрғызылған қабырғалар қаркастан бөлініп, ажырап қалады. Сапалы үйлер азды-көпті бүлініп, ал сапасыз нашар құрылыстар жартылай қирап, құлап жатады. Тау беткейлерінде бірнеше сантиметрлік жарықтар пайда болып, қорым тастарға тола-дьі Ескерткіштер орындарынан қозғалып немесе төңкеріліп қалады (аса күшті сілкінулер).

IX балл. Үй құрылыстары (сапасына қарай) кейде жартылай қисайып, кейде түгелдей бұзылады. Жер бетінде кішігірім (бірнеше см-лік) жарықтар мен жарықшақтар пайда болады. Жер астынан жүргізілген құбырлар әр түрлі деформациялык өзгерістерге ұшырайды. Су бетінде алып толқындар (цунамдар) пайда болып, жағалауда орналасқан халықты апатқа ұшыратады (ерекше күшті сілкінулер).

X балл. Бірен-саран ғана сапалы үйлер жартылай болса да сақталып, қалғандары түгелдей дерлік бұзылады, ал кейбіреулері фундаментінен ұшып кетеді. Темір жол рельстері майысып, сағыздай иіледі. Таулы жерлерде опырылып құлау, жылысу-жылжу әрекеттері байқалады. Өзен сулары арнасынан шығып, жағаға қарай ұмтылады. Жер беті ірілі-ұсақты (1 м-ге дейін) жарықтармен тілімденеді. Жасанды плотиналар мен тасты бөгеттер бұзылып, кейде жаңа көл орындары пайда болады (жойқын күшті сілкінулер).

XI балл. Үй құрылыстары түгелімен бұзылып, қирады. Таулы аудандарда пайда болған ірі жарықтар мен жарылыстарды (бірнеше м-лік) бойлап, тау жыныстарының ірі блоктары тік немесе көлденең бағытта жылжып орын ауыстырады. Көпірлер қирап, жер асты құбырлары мен темір жол рельстері сан бұралып, түгелдей істен шығады (катастрофалық апатты сілкінулер).

XII балл. Барлық құрылыс орындары түгелдей қирап қорым төбешіктерге айналады. Өзендер арнасын өзгертіп, су толқындары аспанға атылып жатады; сарқыра малар мен көлдер пайда болады. Жер қыртысының ірі блоктары тік және көлденең бағыттағы жарықтар бойымен жылжып орын ауыстырады. Соның нәтижесінд жер бетінің бедер пішіндері көп өзгерістерге ұшырап орасан зор опырылыстар мен копарылыстар байқаладц (ен, күшті катастрофалық апатты сілкінулер).

29 жер қыртысының Тектоникалық қозғалыстар – жер қойнауындағы әр түрлі процестердің әсерінен болатын механикалық қозғалыстар жиынтығы. Бұл қозғалыстардың басты себебіне жер қойнауынан бөлінетін жылу ағымдары мен ғаламшар болмысына тән гравитациялық энергия, Күн мен Ай энергиясы, галактикалық энергия, т.б. әсерлерді жатқызуға болады. Бұлар ауырлық күшінің әсері мен литосфераның астеносфераға қатысты гравитациялық тепе-теңдікке ұмтылуымен байланысты болады.

Тектоникалық қозғалыстар бағыт-бағдарына қарай жер қыртысы мен бүтін литосферадағы геологиялық құрылымдардың пайда болу, даму және тұрақтану процестерінде шешуші рөл атқаратын тік және көлбеу бағытталған болып екі түрге бөлінеді. Сол себепті Тектоникалық қозғалыстардың жіктелуі осы қозғалыстардың геологиялық құрылымдарды өзгертудегі рөлі тұрғысынан жасалады. Тектоникалық қозғалыстар мынадай негізгі түрлерге жіктеледі:

орогендік тектоникалық қозғалыстар – таулы белдеулер мен тау жүйелерінің пайда болуын қамтамасыз ететін қозғалыстар жиынтығы. Мұның ерекшелігі өзі қамтыған аймақтағы тау жыныстарының қатқабаттарын жаппай деформацияға (қатпарлануға) ұшыратуында;

эпейорогендік тектоникалық қозғалыстар – жай және ұзақ уақыт бойында көрініс бере отырып, ірі аймақтардың көтерілуін немесе ойысуын қамтамасыз ететін қозғалыстар. Мұндай қозғалыстардың көрініс беру масштабы мен ауқымы, жылдамдығы мен амплитудасы әр түрлі және тік бағытталған болып келеді;

изостатикалық тектоникалық қозғалыстар – литосфераның астеносфера бетінде изостатикалық тепе-теңдікте болуын қамтамасыз ететін қозғалысалы Мұндай қозғалыстар кезінде литосфера массасының шөгінді тау жыныстарының түзілуі, тау жыныстарының қатпарлануы, т.б. әсерінен ұлғайған аймақтары төмен қарай сұғынып, ал керісінше массасының азайған жерлері жоғары көтеріледі;

құрлықтар дрейфі – тұтас құрлықтардың немесе олардың ірі бөліктерінің көлбеу бағытта мыңдаған км жылжуымен сипатталатын тектоникалық қозғалыстартар. Мұны астеносфера аймағындағы жылу ағымдары тудырады;

мұхит түбінің спредингі – мұхит түбі литосферасының үнемі көлбеу бағытта жылжып, оны базальт жабынымен жаппай көмкеретін Тектоникалық қозғалыстар;

субдукция – көлбеу бағытта жылжыған жұқа мұхиттық литосфераның оған қарсы бағытта жылжыған немесе тыныштықта тұрған қалың құр-лықтық литосфераның астына 60 еңістік бойымен сұғынып кететін Тектоникалық қозғалыстар;

коллизия – бір-біріне қарсы жылжыған екі құрлықтың соқтығысуы нәтижесінде тау жүйелері мен таулы белдемдердің қалыптасуын қамтамасыз ететін тектоникалық қозғалыстар

46.Жердің негізгі даму кезеңдері. Жердің және жер қыртысының жасын және оның даму тарихында болып өткен ірі оқиғалардың болған уақытын анықтай білу мәселелері ғалымдардың назарынан ешуақытта да тыс қалған емес.Өйткені бұл проблемаларды шешудің теориялық және практикалық маңызы өте зор. Қазіргі кезде Жердің даму тарихы геологиялық және оған дейінгі планетарлық (немесе ғарыштық) кезеңдер болып екіге ажыратылады.

Геологиялық кезеңге дейінгі (планетарлық) уақыт Жердің алғашқы планета болып қалыптасуынан бастап жер қыртыстарының құралуына дейінгі уақыт аралығын қамтиды. Оның тарихын геологиялық әдістер арқыт лы зерттеп-білу мүмкін емес. Жердің (ғарыштық дене ретінде) пайда болуы туралы ғылыми түсінік Күн жүйесіне кіретін басқа планеталардың жаратылысы жөніндегі жалпы көзқарастар негізінде қалыптасады. Бұл кезеңнің негізгі мазмұны ең алғашқы протопланеталық заттардың белгілі геосфераларға жіктеліп литосфера, атмосфера және гидросфера қабаттарының құралуымен сипатталады.

Геосфераларға жіктелу процесі алғашқы протопланеталық заттардық тығыздалуымен қатар байқалады. Тығыздалу кезінде протопланеталық заттар қызуға ұшырайды; қызу мөлшері радиоактивтік процестерге байланысты онан сайын арта түседі; температураның ұлғаюы заттардың гравитациялық жіктелуін тездетеді; жердің алғашқы құрамындағы газдар бөлініп шығып, атмосфера қабатын құрайды.

Алғашқы атмосфера құрамында көмір қышқыл газы және су булары көп болғандықтан Күн сәулесін өткізбейді, сондықтан жер бетінің жылулығы ішкі жылулықка байланысты өзгереді. Атмосферанын, төменгі қабаттарында (жер бетіне жақын аймақтарда) изотермиялық жағдай қалыптасады. Бұл жағдайда гидрометеорологиялық өзгерістер байқалмайды.

Жерді құрайтын алғашқы (протопланеталық) заттардың тығыздалуы мен жеке қабаттарға жіктелуі аяқталысымен жер беті және атмосфера қабаты суына бастайды. Соған байланысты су булары конденсациялық әрекеттерге ұшырап гидросфера қабаты құралады, сонымен қатар атмосфераның Күн сәулесін өткізгіштік қабілеті артады. Жер бетінің әр түрлі дәрежеде (Күн сәулесінің әсеріне қарай) қызынуына байланысты ауа және су массалары қозғалысқа араласып жалпы планетарлық (атмогидроайналым) өзгерістер байқалады.

Бұл жағдай экзогендік процестердің дамуына әкеліп соғады. Сонымен, экзогендік процестердің басталуы (Жердің даму тарихында) геологиялық кезеңнің бастамасы болып саналады.

Геологиялық кезең — Жер қыртысының алғашқы қалыптасуынан басталып қазіргі кезге дейінгі уақыт аралығын қамтиды. Экзогендік процестердің нәтижесінде Жер бетіндегі жыныстар үгіліске ұшырап, үгілу заттары тасымалданып жинала келе (сулы ортада) шөгінді тау жыныстары құралады. Олар жақа ортада (эндогендік жағдайда) метаморфтық және магмалық әрекеттерге ұшырап, Жер қыртысының алғашқы құрамы біртіндеп күрделене түседі. Бұл процесс тұрақты түрде байқалады. Соның нәтижесінде, құрамы әр түрлі және өте күрделі Жер қыртысының қазіргі кездегі бедер пішіндері қалыптасады.

Жер қыртысының даму заңдылықтарын осы уақытқа дейін сақталған геологиялық документтерді (Жер қыртысын құрайтын заттарды, яғни минералдар мен тау жыныстарын және органикалық қазба-қалдықтарды) зерттеу арқылы анықтауға болады.