Жердің ішкі құрылысы

Миллиардтаған жылдар бойы Жердің ішкі құрылысы қалайша өзгеретінін білу үшін әуелі оның қазіргі ішкі құрылысын анықтау керек. Бұл оңайға түсе қоймайды, өйткені Жер қойнауын біз 12,5 км тереңдікке дейін ана бұрғылай аламыз. Одан әрі қарай тек жанама жолмен ғана «бас сұға» аламыз.

Жер құрылысының басты өзгешелігі — оның физикалық қасиеттері бір текті емес, радиусы бойындағы заттар әлденеше қабаттарға жіктеледі. Жердің ішкі белдеулерінің құрамы мен физикалық күйін әр түрлі геофизикалық әдістер арқылы білеміз. Олардың ішінде ең маңыздысы Жер сілкіну — толқынның тарауын зерттейтін сейсмикалық әдіс. (Маман геофизиктер осы жер сілкінуінен немесе қолдан туғызған жарылудан тараған толқындарды аспаптармен тыңдап, «ұстай» алады.

Жер сілкіну ошағынан екі түрлі толқындар тарайды. Қума толқын (Р) суға лақтырған тас толқынындай қатты, сұйық, газ денелердің бәрінен тарайды. Екіншісі — көлденең (5) толқын кесіп өткен ортаның көлемінің өзгеруіне байланысты тарайтындықтан ол тек қатты денелерден өтеді (1.1-сурет).(Екі толқынның да жылдамдығы өздері шарпып өтетін жыныстардың тығыздығына байланысты. Ендеше, соларды байыптап өлшеп, жазып, тереңдегі жыныстардың физикалық күйін және қай тұста (тереңдікте) жатқанын білеміз.

Міне, осылайша зерттей келе, Жер шары негізінде үш қабаттан тұратыны анықталды сыртқы – жер қыртысы, аралық-мантия, орталық – ядро: (1.2-сурет):

1) Жер қыртысы — Жердің үстіңгі қабаты. Ол қабыршақтай жұқа, шамамен жер радиусының 0,6%-ін алады. Қалыңдығы мұхиттар астында 5—10 км, жазық жерлерде 30—40 км, Памир, Гималай сияқты заңғар таулар астында 50—70 шақырым. геосфералар Жердің ішкі қойнауы үш қабатқа бөлінеді:

1. Жер қыртысы – литосфераның беткі бөлігін құрайтын, төменгі жапсары Мохоровичич (югослав ғалымы, сейсмолог, 1909 ж.) деңгейімен шектелген (орташа 33 км) Жер шарының ең үстіңгі қабаты.

Конрад жазықтығы (австрия ғалымы, 1925 ж.) дегеніміз гранитті және базальтты қабаттардың аралығында, тек қана материктерде кездесетін сеисмикалық шекара (немесе қысқаша К-деңгейі).

Сейсмикалық қума толқын жер қабығының төмен тұсынан 6,5—7,0 км/с, ал көлденең толқын 3,7—3,8 км/с жылдамдықпен тарайды (2.3-сурет). Мантияда жер қабығының қума толқыны кенет өсіп (8,0—8,3 км/с), көлденең толқын 4,5—4,7 км/с жылдамдықпен өтетін айырық бетпен бөлінеді. Осы бетті алғаш рет 1911 жылы югослав геофизигі А. Мохоровичич көрсеткен болатын, сол маманның атымен ол шекті Мохоровичич беті немесе шегі (қысқаша Мохо, немесе М) деп атайды.

1.1-сурет. Атмосфераның құрылысы. 2.5.-сурет. Жердің ішкі

1, 2-бұлттардың типтері; 3-полярлық шұғыла құрылысы

.

1.1-сурет. Жертің ішкі құрылысые түзетін негізгі химиялық элементтердің үлесі

2) Жердің мантиясы (грекше мантиум — сырт киім) Жер қабығынан кейін 2900 км тереңдікке жетеді. Оны жоғарғы (900—1000 км-ге шейін) және төменгі мантия деп бөледі, кейбір ғалымдар мантияны үш қабатқа бөледі.

Мантияның жоғары жағында салыстырмалы тығыздығы кем, жыныстары жұмсақ қабат бар. Оны астеносфера (грекше «астянос» — әлсіз, жұмсақ) деп атайды (1.3-сурет). Онда сейсмикалық толқындардың, әсіресе көлденең толқынның, жылдамдығы баяулап, электр өткізгіш қабілеті өсе түседі. Демек оның тұтқырлығы шамалы, жапсарлары жіпсіген. Өйткені жердің ішкі қабатына тереңдеген сайын жылудың өсуіне байланысты құрамындағы заттардың 1 —10 проценті балқып кетеді. Астеносфера қабаты құрлықтар астында 80—120-км-ден 200—250 км-ге, мұхиттар астында 50—70-тен 300— 400 км-ге дейін тереңдікте орналасады. Осы пәннің соңғы бөлімдерінен тереңде жатқан зор геологиялық процестер үшін астеносфераның маңызы күшті (әсіресе магмалық, қатпарлық процестер үшін) екенін білеміз. Оны «Жердің қазан-ошағы» деп атасақ та болады.

1.2-сурет. Жертің ішкі құрылысыныңқұрамдас бөлік тері

Жер қабығымен мантияның астеносферадан жоғары бөлігін біріктіріп литосфера (грекше «литос» — тас) деп атайды. Оның заты қатты кристалдық күйде.

Астеносферадан төмен қарай сейсмикалық толқындар жылдамдығы өсе бастайды. Қума толқынның жылдамдығы мантияның астыңғы жағында 13,6 км/с-ге, көлденең толқынның жылдамдығы 7,2—7,3 км/с-ге жетеді. Мантия заты балқыған қатты. Ал ядро мен мантия шегінде біріншісінің жылдамдығы 13,6 км/с-ден қайтадан 8,1 км/с-ге кемиді. Ендеше бұл тұста тағы бір сейсмикалық айырық бар екенін сеземіз. Одан соң қума толқынның жылдамдығы біртіндеп артады да, сыртқы ядрода 10,5 км/с-ге, ішкі ядрода 11,2—11,3 км/с-ге жетеді. Көлденең толқындар ядродан өтпейді, өйткені оның заты — балқыған сұйық. Дегенмен ішкі ядроның заты қатты күйде деген де пікір бар.

1.3-сурет.Жер қабығы мен жоғарғы мантиясының құрылысы

Қабаттары: 1 — шөгінді, 2 — «гранит-метаморфтік», 3 — «базальт»,

4 — жоғарғы мантия