جيو فزڪس ۾ زميني فزڪس جا بنيادي اصول
جيو فزڪس زميني سائنس جي هڪ شاخ آهي جيڪا فزڪس جي اصولن کي استعمال ڪندي زمين جو مطالعو ڪري ٿي. جڏهن ته جيولوجي مٿاڇري تي پٿرن ۽ بناوتن جي مشاهدي تي تمام گهڻو ڀاڙي ٿي، جيو فزڪس زمين کي اڻ سڌي طرح جسماني ردعمل ذريعي "ڏسي" ٿو: لهرون، ڪشش ثقل جا ميدان، مقناطيسيت، بجلي، گرمي، ۽ تابڪاري. ٻين لفظن ۾، جيو فزڪس سوالن جا جواب ڏيڻ جي ڪوشش ڪري ٿو جهڙوڪ مٿاڇري هيٺ ڇا ٿي رهيو آهي، ان جي مواد جون خاصيتون ڇا آهن، ۽ ڪهڙا عمل ٿي رهيا آهن - هر هنڌ کوٽڻ يا سوراخ ڪرڻ کان سواءِ.
جيو فزڪس جي مضبوط سمجھ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان کي زميني فزڪس جي اصولن جو جائزو وٺڻ جي ضرورت آهي جيڪي جيو فزڪس جي طريقن کي سهارو ڏين ٿا. انهن اصولن ۾ لچڪدار ميڊيا، لهرن جي پکيڙ، امڪاني شعبن، برقي مقناطيسي انڊڪشن، گرمي جي منتقلي، ۽ مواد جي جسماني ملڪيتن ۽ جيولوجيڪل حالتن جي وچ ۾ تعلق شامل آهن.
1. زمين هڪ جسماني نظام جي طور تي: بناوت، بناوت، ۽ مادي خاصيتون
جسماني طور تي، زمين کي هڪ پرت واري نظام جي طور تي سوچي سگهجي ٿو: ڪرسٽ، مينٽل، مائع ٻاهرين ڪور، ۽ مضبوط اندروني ڪور. اهي پرت وارا فرق صرف ارضياتي تقسيم نه آهن، پر جسماني خاصيتن کي پڻ ظاهر ڪن ٿا جهڙوڪ کثافت، لچڪ، برقي چالکائي، گرمي پد، ۽ مقناطيسيت. جيو فزڪس ۾، اهي جسماني خاصيتون بنيادي "پيرا ميٽرز" آهن.
مختلف مواد قوتن ۽ توانائيءَ جو مختلف طرح سان جواب ڏين ٿا. مثال طور، گهاٽا اگنيئس پٿر ڍُلندڙ تلچھٽ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ کثافت رکن ٿا؛ پاڻيءَ سان ڀريل پٿر سڪل پٿرن جي ڀيٽ ۾ بجليءَ جي وهڪري لاءِ وڌيڪ چالڪ آهن؛ ۽ مقناطيسي معدنيات جهڙوڪ ميگنيٽائٽ پٿرن کي وڌيڪ مقناطيسي حساسيت ڏين ٿا. جواب ۾ اهي فرق ماپي سگهجن ٿيون.
2. ڪشش ثقل جو ميدان ۽ امڪاني ميدان جو تصور
زميني فزڪس جي بنيادي اصولن مان هڪ ڪشش ثقل آهي. زمين جي ڪشش ثقل جو ميدان هڪجهڙو نه آهي ڇاڪاڻ ته ماس جي غير هم آهنگي ورڇ آهي. وڌيڪ کثافت وارا پٿر گهٽ کثافت واري پٿرن جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ مضبوطيءَ سان "ڇڪيندا". ڪشش ثقل جيو فزڪس زميني بناوتن جي تشريح لاءِ ڪشش ثقل جي تيز رفتاري (ڪشش ثقل جي بي ضابطگين) ۾ ننڍين تبديلين کي استعمال ڪري ٿو.
رياضي طور تي، ڪشش ثقل هڪ امڪاني ميدان آهي، يعني هڪ اهڙو ميدان جيڪو هڪ امڪاني ڪم مان حاصل ڪري سگهجي ٿو ۽ ڪجهه حالتن هيٺ ليپليس/پوئسن مساوات کي پورو ڪري ٿو. اهو اهم آهي ڇاڪاڻ ته ڪيترائي جيو فزيڪل طريقا - ڪشش ثقل ۽ مقناطيسي - هڪ غير منفرد خاصيت رکن ٿا: هڪ واحد انوملي نمونو مختلف زير زمين ترتيبن جي ڪري ٿي سگهي ٿو. تنهن ڪري، تشريح لاءِ اضافي پابندين جي ضرورت آهي جهڙوڪ جيولوجيڪل ڊيٽا، زلزلي ڊيٽا، يا سوراخ ڪرڻ واري معلومات.
ان جي عملي استعمالن ۾ تلخي جي بيسن جي نقشي سازي، لوڻ جي گنبدن جي سڃاڻپ، ۽ آئوسوٽيسي (مينٽل جي نسبت ليٿوسفيئر جو ماس بيلنس) جو مطالعو شامل آهي. آئوسوٽيسي جو اصول وضاحت ڪري ٿو ته جبلن ۾ هلڪي يا ٿلهي "جڙ" ڇو هوندي آهي، جنهن جي ڪري انهن کي مينٽل جي نسبت ترڻ جي اجازت ملندي آهي.
3. ڌرتيءَ جو مقناطيسيت: مقناطيسي ميدان ۽ مقناطيسي بي ضابطگين جا ذريعا
ڌرتيءَ ۾ هڪ بنيادي مقناطيسي ميدان آهي جيڪو ان جي مائع ٻاهرين ڪور (جيوڊائنامو) جي حرڪيات مان نڪتل آهي. بنيادي ميدان کان علاوه، مقناطيسي پٿرن مان مقامي مقناطيسي ميدان پڻ آهن. مقناطيسي جيو فزڪس جيولوجيڪل بناوتن جو نقشو ٺاهڻ لاءِ مقناطيسي ميدان جي تبديلين کي ماپيندو آهي، خاص طور تي جيڪي مقناطيسي معدنيات سان مالا مال اگنيئس ۽ ميٽامورفڪ پٿرن سان لاڳاپيل آهن.
هتي اهم اصول اهو آهي ته پٿرن جي مقناطيسيت ٻن حصن تي مشتمل آهي: انڊيوسڊ ميگنيٽائيزيشن (زمين جي موجوده مقناطيسي ميدان جي مقابلي ۾) ۽ ريماننٽ ميگنيٽائيزيشن (ماضي جي مقناطيسيت جي باقيات، جڏهن پٿر ٺهيو). ريماننٽ ميگنيٽائيزيشن ٽيڪٽونڪ پليٽن جي حرڪت ۽ زمين جي مقناطيسي قطب جي الٽ جي تاريخ جي تعمير لاءِ پيليو ميگنيٽزم ۾ تمام ڪارآمد آهي.
علائقائي پيماني تي، مقناطيسي ڊيٽا ٿلهي تلچھٽ جي هيٺان بيسمنٽ (بيڊروڪ) جو نقشو ٺاهڻ، نقصن کي ڳولڻ، ۽ معدنيات کي ڳولڻ ۾ مدد ڪري ٿو.
4. زلزلي جون لهرون ۽ وچولي جي لچڪ
جيو فزڪس ۾ هڪ مرڪزي جسماني اصول لچڪدار ميڊيا ۾ لهرن جي ميڪينڪس آهي. زلزلي جا طريقا زمين ذريعي ڦهلجندڙ لچڪدار لهرن جو استحصال ڪن ٿا. ڌرتيءَ جي اندروني حصي ۾ ٻه مکيه قسم جون لهرون آهن: پي-لهرون (بنيادي، طول بلد) ۽ ايس-لهرون (ثانوي، ٽرانسورس). پي-لهرون ٺوس ۽ مائع ۾ ڦهلجي سگهن ٿيون، جڏهن ته ايس-لهرون سيال ۾ ڦهلجي نه ٿيون سگهن. هي جسماني حقيقت هڪ اهم سبب آهي ڇو ته اسان ڄاڻون ٿا ته ڌرتيءَ جو ٻاهريون مرڪز مائع آهي: ايس-لهرون ان مان گذري نه ٿيون سگهن.
زلزلي جي لهرن جي رفتار مواد جي لچڪدار ماڊيولي ۽ کثافت سان طئي ڪئي ويندي آهي. آسان لفظن ۾، سخت ۽ گهاٽا پٿر وڌيڪ لهرن جي رفتار رکن ٿا. جڏهن لهرون مختلف خاصيتن سان تہن مان گذرن ٿيون، ته عڪس ۽ انحراف ٿئي ٿو، آپٽڪس ۾ سنيل جي قانون جي مطابق اصولن تي عمل ڪندي. لهرن جي سفر جي وقت، طول و عرض، ۽ لهرن جي شڪل مان، جيو فزڪسسٽ پرت جي کوٽائي، تلچھٽ جي ٿلهي، ۽ حتي سيال جي موجودگي جو اندازو لڳائي سگهن ٿا.
گلوبل سيسمولوجي زلزلن جو مطالعو ڪري ٿي ته جيئن مٽي ۽ ڪور جي بناوت جو نقشو ٺاهي سگهجي، جڏهن ته ايڪسپلوريشن سيسمولوجي تيل، گئس ۽ جيوتھرمل ذخيرن جو نقشو وڌيڪ مقامي پيماني تي ٺاهي ٿي.
5. بجلي ۽ برقي مقناطيس: چالکائي، مزاحمت، ۽ انڊڪشن
زمين جي هيٺان ڪيترائي عمل سيال، معدنيات، ۽ گرمي پد جي فرق کي شامل ڪن ٿا - اهي سڀ برقي چالکائي کي متاثر ڪن ٿا. برقي ۽ برقي مقناطيسي طريقن جو بنيادي اصول برقي ڪرنٽ، برقي ميدان، ۽ وچولي جي خاصيتن جي وچ ۾ تعلق آهي، جنهن کي اڪثر اوهم جي قانون پاران مسلسل شڪل ۾ خلاصو ڪيو ويندو آهي (J = σE)، جنهن ۾ σ چالکائي آهي.
مزاحمت، انڊيوسڊ پولرائيزيشن (IP)، ميگنيٽوٽيليورڪ (MT)، ۽ ٻيا برقي مقناطيسي طريقا زمين جي موجوده/فيلڊ ذريعن جي جواب کي ماپيندا آهن، مصنوعي ۽ قدرتي ٻنهي. برقي مقناطيسي انڊڪشن جو اصول - فيراڊي جي قانون ۾ ٺهيل - وضاحت ڪري ٿو ته ڪيئن بدلجندڙ مقناطيسي ميدان مٽي ۾ برقي ميدان ۽ ايدي وهڪرا پيدا ڪن ٿا. اهي ايدي وهڪرا پوءِ ثانوي مقناطيسي ميدان پيدا ڪن ٿا جيڪي مٿاڇري تي ماپيا ويندا آهن.
لوڻ واري پاڻي سان ڀريل مواد تمام گهڻو ڪنڊڪٽو هوندا آهن؛ مٽي پڻ اڪثر ڪري مٿاڇري جي ڪنڊڪٽو ميڪانيزم جي ڪري ڪنڊڪٽو هوندي آهي. ان جي ابتڙ، خشڪ ڪرسٽل پٿر ۽ هائيڊرو ڪاربن مزاحمتي هوندا آهن. تنهن ڪري، EM طريقا زميني پاڻي، جيوتھرمل، سلفائيڊ معدنيات جي ڳولا، ۽ سيال سان ڀريل فالٽ زون جي مطالعي لاءِ وڏي پيماني تي استعمال ٿيندا آهن.
6. جيوتھرمل ۽ گرمي جي منتقلي: وهڪري ۽ وهڪري
زمين جامد نه آهي؛ اها اندروني حصي کان مٿاڇري تائين گرمي توانائي وهندي آهي. گرمي جي منتقلي جي اصولن ۾ ڪنڊڪشن (ماديءَ جي منتقلي کان سواءِ مادي ذريعي گرمي جو وهڪرو) ۽ ڪنوڪشن (گرمي جو وهڪرو ماس جي منتقلي سان گڏ، جهڙوڪ تمام سست وهندڙ مينٽل) شامل آهن. فوريئر جو قانون ڪنڊڪٽو گرمي جي وهڪري کي درجه حرارت جي درجي ۽ حرارتي چالکائي جي متناسب طور بيان ڪري ٿو.
جيوتھرمل گريڊينٽس، گرمي جي وهڪري، ۽ پٿرن جي حرارتي خاصيتن جي ماپ جيوتھرمل سسٽم، ميٽامورفزم، ۽ ٽيڪٽونڪ ڊائنامڪس کي سمجهڻ ۾ مدد ڪري ٿي. مثال طور، سبڊڪشن زونز ۾، گرمي جا نمونا سبڊڪٽنگ پليٽن، سيال گردش، ۽ رابطي جي انٽرفيس تي رگڙ کان متاثر ٿين ٿا. وچ سمنڊ جي چوٽين تي، گرم مينٽل مواد جو اڀار گرمي جي وهڪري کي وڌائي ٿو ۽ هائيڊروٿرمل سسٽم ٺاهي ٿو.
7. جسماني ملڪيت ۽ تشريح جي وچ ۾ تعلق: الٽ ۽ غير منفرد هجڻ جو مسئلو
جيو فزڪس جو جوهر صرف ماپڻ نه آهي، پر تشريح ڪرڻ آهي. مٿاڇري تي يا هوائي يا سيٽلائيٽ ذريعن کان ماپن کي زير زمين ماڊلز ۾ ترجمو ڪيو وڃي. هن عمل کي انورسيشن سڏيو ويندو آهي. جسماني ۽ رياضي طور تي، انورسيشن اڪثر غير منفرد هوندا آهن: ڪيترائي ماڊل ساڳئي ڊيٽا جي وضاحت ڪري سگهن ٿا. تنهن ڪري، جديد جيو فزڪس ريگيولرائيزيشن، شماريات، ۽ ملٽي ڊيٽا انٽيگريشن جي اصولن تي ڀاڙي ٿو.
مثال طور، هڪ ڪشش ثقل جي بي ضابطگي هڪ اعلي کثافت واري جسم جي موجودگي کي ظاهر ڪري سگهي ٿي، پر اهو سڌو سنئون ظاهر نٿو ڪري ته اهو بيسالٽ جي مداخلت آهي يا ڌاتو جي معدنيات - ٻئي ممڪن آهن. مقناطيسي، زلزلي، يا EM ڊيٽا شامل ڪرڻ سان، تشريح وڌيڪ مضبوط ۽ حقيقي ٿي ويندي آهي.
8. پيمانو ۽ مقصد: ڳولا کان وٺي عالمي زمين جي سمجھ تائين
جيو فزڪس ۾ زميني فزڪس جا اصول ڪيترن ئي پيمائن تي ڪم ڪن ٿا. عالمي پيماني تي، سيٽلائيٽ زلزلي ۽ ڪشش ثقل زمين جي مينٽل، جيوائيڊ، ۽ اندروني گردش جي مختلف قسمن جي نقشي ۾ مدد ڪن ٿا. علائقائي ۽ مقامي پيماني تي، جيو فزيڪل طريقا وسيلن جي ڳولا (تيل، گئس، معدنيات، جيوٿرمل)، آفت جي گھٽتائي (آتش فشان جي نگراني، زلزلي جي مائڪرو زونيشن)، جيو ٽيڪنيڪل انجنيئرنگ (بنياد جي استحڪام)، ۽ ماحولياتي مطالعي (مٽي ۽ پاڻي جي آلودگي) لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن.
جيڪو انهن سڀني کي متحد ڪري ٿو اهو اصول آهي ته جسماني خاصيتن ۾ تبديليون - کثافت، لچڪ، چالکائي، مقناطيسيت، ۽ گرمي پد - سڌو سنئون جيولوجيڪل عملن سان لاڳاپيل آهن. جيو فزيڪل طريقا مقداري طور تي انهن تبديلين ۾ هڪ ونڊو فراهم ڪن ٿا.
پينوٽ اپ
جيو فزڪس ۾ زميني فزڪس جي بنيادي اصولن کي ماپي سگھندڙ جسماني ردعمل ذريعي زمين کي سمجهڻ جي ڪوشش جي طور تي خلاصو ڪري سگهجي ٿو: ڪشش ثقل ۽ مقناطيسيت امڪاني شعبن جي طور تي، زلزلي جي طور تي لچڪدار لهرن جي تبليغ جي طور تي، برقي ۽ برقي مقناطيسي طريقا چالکائي ۽ انڊڪشن ردعمل جي طور تي، ۽ جيوتھرمل اندروني گرمي جي وهڪري جي طور تي. هر طريقي ۾ طاقتون ۽ حدون هونديون آهن، خاص طور تي تشريح جي غير انفراديت سان لاڳاپيل، تنهنڪري ڊيٽا انضمام ۽ مادي فزڪس جي سمجھ اهم آهن.
فزڪس ۾ مضبوط بنياد سان، جيو فزڪس مٿاڇري تي مشاهدن کي هيٺان پيچيده حقيقت سان ڳنڍي سگهي ٿو - انسانن کي زمين جي جوڙجڪ کي سمجهڻ، ان جي وسيلن کي وڌيڪ مناسب طريقي سان استعمال ڪرڻ، ۽ بهتر ماڊلنگ ۽ نگراني ذريعي آفت جي خطرن کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪري ٿو.
