පෘථිවි ග්රහලෝකයේ අභ්යන්තර ව්යුහය
පෘථිවිය බොහෝ විට මතුපිටින් "සරල" ලෙස පෙනේ: මහාද්වීප, සාගර, කඳු වැටි සහ ආවරණයක් සහිත වායුගෝලය. කෙසේ වෙතත්, අපගේ පාද යට කැපී පෙනෙන ලෙස සංකීර්ණ අභ්යන්තර ව්යුහයක් ඇත, එය වසර බිලියන ගණනක් පුරා භූ විද්යාත්මක ක්රියාවලීන් මගින් ස්ථර කර නිරන්තරයෙන් වෙනස් වේ. පෘථිවියේ අභ්යන්තර ව්යුහය තේරුම් ගැනීම භූ විද්යාවට පමණක් නොව, භූමිකම්පා ඇති වන්නේ ඇයි, ගිනි කඳු සෑදෙන්නේ කෙසේද, මහාද්වීප චලනය වන්නේ කෙසේද සහ හානිකර විකිරණවලින් ජීවය ආරක්ෂා කරන චුම්භක ක්ෂේත්රයක් පෘථිවියට ඇත්තේ මන්දැයි පැහැදිලි කිරීම සඳහා ද ඉතා වැදගත් වේ.
සාමාන්යයෙන්, පෘථිවියේ අභ්යන්තර ව්යුහය ප්රධාන ස්ථර තුනකට බෙදා ඇත: කබොල, ප්රාවරණය සහ හරය. මෙම බෙදීම පාෂාණවල රසායනික සංයුතිය සහ භෞතික ගුණාංග මත පදනම් වේ. දෘඩ ලිතෝස්පියර් සහ වඩාත් ප්ලාස්ටික් ඇස්ටෙනෝස්පියර් වැනි ද්රව්යවල යාන්ත්රික හැසිරීම මත පදනම්ව විද්යාඥයින් ස්ථර වෙන්කර හඳුනා ගනී. පෘථිවියේ අභ්යන්තරය පිළිබඳ තොරතුරු විවිධ ක්රම හරහා ලබා ගනී, ප්රධාන වශයෙන් භූමිකම්පා වලින් භූ කම්පන තරංග විශ්ලේෂණය, අධි පීඩන රසායනාගාර අත්හදා බැලීම් සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ සහ චුම්භක ක්ෂේත්ර නිරීක්ෂණයන්.
1. පෘථිවි කබොල: තුනී නමුත් ගතික බාහිර ස්ථරය
කබොල යනු අප ජීවත් වන පෘථිවියේ පිටතම ස්ථරයයි. පෘථිවියේ සමස්ත ප්රමාණයට සාපේක්ෂව, කබොල ඉතා තුනී වේ - ඇපල් ගෙඩියක සම මෙන්. කබොල ඝනකමෙන් වෙනස් වේ: සාගර කබොල සාමාන්යයෙන් කිලෝමීටර 5-10 ක් පමණ වන අතර, මහාද්වීපික කබොල සාමාන්යයෙන් කිලෝමීටර 30-70 ක් වන අතර හිමාලය වැනි විශාල කඳු වැටි යටතේ ඝන විය හැක.
සාගර කබොල ප්රධාන වශයෙන් යකඩ හා මැග්නීසියම් වලින් පොහොසත් බාසල්ටික් පාෂාණ වලින් සමන්විත වන අතර ඝනත්වයෙන් වැඩි වේ. මහාද්වීපික කබොල "සැහැල්ලු" වීමට නැඹුරු වන්නේ එහි සිලිකා සහ ඇලුමිනියම් වලින් පොහොසත් ග්රැනයිටික් පාෂාණ වැඩි ප්රමාණයක් අඩංගු වන බැවිනි. සංයුතියේ සහ ඝනත්වයේ මෙම වෙනස භූ තැටි භූ විද්යාවේදී වැදගත් වේ: ඝන සාගර කබොල මහාද්වීපික කබොලට වඩා පහසුවෙන් යටත් කර ගත හැකිය (පහළට ලිස්සා යයි).
සිහින් වුවත්, කබොල අපට පහසුවෙන් නිරීක්ෂණය කළ හැකි කොටසයි. කාලගුණික විපර්යාස, ඛාදනය, අවසාදිතකරණය සහ භූගෝලීය ක්රියාකාරකම් අඛණ්ඩව කබොල නැවත හැඩගස්වයි. කබොල පොසිල, අවසාදිත ස්ථර සහ පාෂාණ ව්යුහයන් ආකාරයෙන් පෘථිවියේ භූ විද්යාත්මක ඉතිහාසය ද ආරක්ෂා කරයි.
2. ලිතෝස්පියර් සහ ඇස්ටෙනෝස්පියර්: තහඩු චලනයේ යාන්ත්රික පදනම
කබොලට පහළින්, යාන්ත්රික ගුණාංග මත පදනම් වූ බෙදීමක් ඉතා ප්රයෝජනවත් වේ. කබොල, ප්රාවරණයේ ඉහළම කොටස සමඟ, ලිතෝස්පියර් සාදයි - එය භූගෝලීය තහඩු වලට "කැඩුණු" දෘඩ ස්ථරයකි. මෙම ලිතෝස්පියර් වඩාත් ප්ලාස්ටික් තට්ටුවක් වන ඇස්ටෙනෝස්පියර් මත සෙමින් ගමන් කරයි.
ඇස්ටෙනෝස්පියර් ආසන්න වශයෙන් කිලෝමීටර 100–350 අතර ගැඹුරක පිහිටා ඇත (ස්ථානය අනුව වෙනස් වේ). එය ඝනව පැවතුනද, ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සහ නිශ්චිත පීඩන තත්වයන් හේතුවෙන් ඇස්ටෙනෝස්පියර්හි පාෂාණ භූ විද්යාත්මක කාල පරිමාණයන් හරහා ඉතා සෙමින් ගලා යා හැකිය. මෙම මන්දගාමී ප්රවාහය භූමිකම්පා තහඩු චලනය වීමට, ගැටීමට, වෙන් වීමට හෝ එකිනෙක පසුකර යාමට ඉඩ සලසයි. කඳු, සාගර අගල්, සාගර මැද කඳු වැටි සහ භූමිකම්පා සෑදීමේදී ප්රතිඵල මතුපිටින් දැකිය හැකිය.
3. පෘථිවි ආවරණය: විශාලතම ස්ථරය, භූ ගති විද්යාවේ ප්රධාන එන්ජිම
මැන්ටලය යනු ඝනකම ස්ථරය වන අතර එය කබොලෙහි පාදමේ සිට කිලෝමීටර 2.900 ක් පමණ ගැඹුරට විහිදේ. මැන්ටලය පෘථිවියේ පරිමාවෙන් වැඩි කොටසක් සෑදී ඇති අතර තාප සංවහනය හරහා බොහෝ භූ විද්යාත්මක ක්රියාවලීන් නියාමනය කරන "එන්ජිම" ලෙස ක්රියා කරයි. මැන්ටලය ප්රධාන වශයෙන් මැග්නීසියම් සහ යකඩ බහුල සිලිකේට් ඛනිජ වලින් සමන්විත වේ, එනම් පෙරිඩොටයිට්. බොහෝ විට ද්රව ලෙස සිතුවද, මැන්ටලයේ වැඩි කොටසක් ඝන වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ඝන ද්රව්ය ප්ලාස්ටික් විරූපණයට ලක් වී සෙමින් ගලා යා හැකිය.
ප්රාවරණය ඉහළ ප්රාවරණය සහ පහළ ප්රාවරණය ලෙස බෙදා ඇත. ඉහළ ප්රාවරණයට තාරකා ගෝලය සහ සංක්රාන්ති කලාපය ඇතුළත් වේ; පහළ ප්රාවරණය ගැඹුරු වන අතර ඉහළ පීඩනයක් සහ දුස්ස්රාවීතාවයක් ඇත.
අ. සංක්රාන්ති කලාපය: වැදගත් ඛනිජ විද්යාත්මක සීමාවක්
කිලෝමීටර 410 සිට කිලෝමීටර 660 දක්වා ගැඹුරකදී, සංක්රාන්ති කලාපයක් ඇති අතර, ඛනිජ අධික පීඩනය හේතුවෙන් ඒවායේ ස්ඵටික ව්යුහය වෙනස් කරයි. ඛනිජ අවධියේ මෙම වෙනස භූ කම්පන තරංගවල වේගයට බලපාන අතර, භූ කම්පන විද්යාත්මක දත්ත හරහා කලාපය හඳුනාගත හැකිය. සංක්රාන්ති කලාපය බොහෝ විට මැන්ටල් ද්රව්ය ඉහළට හෝ පහළට ගමන් කරන ආකාරය කෙරෙහි බලපාන "මායිමක්" ලෙස සැලකේ.
ආ. මැන්ටල් සංවහනය සහ තහඩු භූ විද්යාව
පෘථිවියේ අභ්යන්තර තාපය ලැබෙන්නේ ග්රහලෝකය සෑදීමේදී සහ විකිරණශීලී මූලද්රව්ය ක්ෂය වීමෙන් ඇතිවන අවශේෂ තාපයෙනි. මෙම තාපය ප්රාවරණය තුළ සංවහන ධාරා ඇති කරයි: උණුසුම් ද්රව්ය ඉහළ යාමට නැඹුරු වන අතර සිසිල් ද්රව්ය ගිලී යයි. මෙම සංවහනය දිගුකාලීන භූ තැටි චලනයේ ප්රධාන ධාවකයයි. සමහර ස්ථානවල, උණුසුම් ද්රව්ය ඉහළ ගොස් හවායි වැනි උණුසුම් ගිනි කඳු වැනි ප්රධාන ගිනිකඳු ක්රියාකාරකම් අවුලුවාලිය හැකි මැන්ටල් පිහාටු සාදයි.
4. පෘථිවියේ හරය: චුම්භක ක්ෂේත්රයේ ප්රභවය සහ එහි අභ්යන්තර ගතිකයේ රහස්
මැන්ටලය යට පෘථිවි හරය පිහිටා ඇති අතර එය පිටත හරයක් සහ අභ්යන්තර හරයක් ලෙස බෙදා ඇත. හරයේ මුළු ඝණකම මැන්ටලය-හර මායිමේ සිට පෘථිවියේ මැද දක්වා කිලෝමීටර 3.480 ක් පමණ වේ. හරය ඇත්ත වශයෙන්ම ග්රහලෝකයේ "හදවත" වන අතර සංයුතිය හා භෞතික හැසිරීම යන දෙකෙන්ම ඊට ඉහළින් ඇති ස්ථරවලට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් වේ.
a. පිටත හරය: ද්රව යකඩ-නිකල් geodynamo ජනකය
පිටත හරය ආසන්න වශයෙන් කිලෝමීටර 2.900–5.150 ක් ගැඹුරක පිහිටා ඇති අතර එය ද්රව වේ. එහි සංයුතිය යකඩ සහ නිකල් වලින් ආධිපත්යය දරන අතර එහි ඝනත්වයට සහ ද්රවාංකයට බලපාන සැහැල්ලු මූලද්රව්ය (සල්ෆර්, ඔක්සිජන් හෝ සිලිකන් වැනි) කුඩා ප්රමාණයක් ඇත. එය ද්රව සහ සන්නායක බැවින්, පිටත හරය ප්රබල සංවහන ධාරා වලට යටත් වේ.
පෘථිවියේ භ්රමණයෙන් බලපෑමට ලක් වූ පිටත හරයේ සන්නායක තරල චලනය, භූ ඩයිනමෝ නම් යාන්ත්රණයක් හරහා පෘථිවියේ චුම්භක ක්ෂේත්රය ජනනය කරයි. මෙම චුම්භක ක්ෂේත්රය චුම්භක ගෝලය සාදයි, එය සූර්යයාගෙන් ආරෝපිත අංශු අපසරනය කිරීමට උපකාරී වන අතර එමඟින් වායුගෝලය සහ ජීවීන් ආරක්ෂා කරයි. පිටත හරයේ ප්රවාහයේ උච්චාවචනයන් භූ විද්යාත්මක කාල පරිමාණයන් හරහා චුම්භක ධ්රැව ප්රතිවර්තන සංසිද්ධිය ඇතුළුව චුම්භක ක්ෂේත්රයේ වෙනස්කම් සමඟ ද සම්බන්ධ වේ.
b. අභ්යන්තර හරය: පෘථිවියේ ඝන, අතිශයින් උණුසුම් මධ්යස්ථානය
අභ්යන්තර හරය පෘථිවියේ මධ්යයේ සිට කිලෝමීටර 5.150 ක් (කිලෝමීටර් 6.371) පමණ ගැඹුරක පිහිටා ඇති අතර එය ඝන වේ. එහි උෂ්ණත්වය අතිශයින් ඉහළ (සෙල්සියස් අංශක දහස් ගණනක්) ලෙස ගණන් බලා ඇතත්, අධික පීඩනය යකඩ-නිකල් ද්රව්ය ඝනව තබා ගනී. පෘථිවිය සිසිල් වන විට, යකඩ ද්රව්ය පිටත හරයෙන් ඝන වන විට, අභ්යන්තර හරය සෙමින් වර්ධනය වන බව විශ්වාස කෙරේ.
අභ්යන්තර හරයේ වර්ධනය ගුප්ත තාපය මුදාහරින අතර පිටත හරයේ සංයුතිය ද වෙනස් කළ හැකිය (සමහර මූලද්රව්ය ද්රව අවධියේ රැඳී සිටීමට කැමැත්තක් දක්වන නිසා). මෙම ක්රියාවලිය පිටත හරයේ සංවහනය පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වන අතර එමඟින් චුම්භක ක්ෂේත්රයේ දිගුකාලීන ස්ථායිතාවයට දායක වේ.
5. විද්යාඥයන් පෘථිවියේ අභ්යන්තරය "දකින්නේ" කෙසේද?
අපට පෘථිවියේ මැදට කැණීම් කළ නොහැකි නිසා (මිනිස් ගැඹුරුම ළිඳ කිලෝමීටර් දුසිම් කිහිපයක් පමණි), විද්යාව වක්ර ප්රවේශයන් මත රඳා පවතී:
1. භූ කම්පන විද්යාව: භූමිකම්පා වලින් ලැබෙන P (ප්රාථමික) තරංග සහ S (ද්විතියික) තරංග, ද්රව්යයේ ඝනත්වය සහ තත්ත්වය අනුව වෙනස් වේගයකින් පෘථිවිය හරහා ගමන් කරයි. S තරංගවලට ද්රව හරහා ගමන් කළ නොහැක, එබැවින් ඇතැම් කලාපවල S තරංග නොමැති වීම පිටත හරය ද්රව බව ඔප්පු කිරීමට උපකාරී වේ.
2. අධි පීඩන අත්හදා බැලීම්: ප්රාවරණයේ සහ හරයේ තත්වයන් අනුකරණය කිරීම සඳහා විශේෂ උපාංගවල ඛනිජ රත් කර තද කරනු ලැබේ, එවිට විද්යාඥයින්ට අතිශය ගැඹුරකදී ද්රව්යවල හැසිරීම තේරුම් ගත හැකිය.
3. ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ භූ විද්යාව: ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රයේ සිදුවන වෙනස්කම් මගින් පෘථිවි අභ්යන්තරයේ ස්කන්ධ ව්යාප්තිය පිළිබඳ ඉඟි සපයයි.
4. භූ චුම්භකත්වය: චුම්භක ක්ෂේත්රයේ නිරීක්ෂණ බාහිර හරයේ ගතිකත්වය ආදර්ශනය කිරීමට උපකාරී වේ.
6. නිගමනය: අන්තර් සම්බන්ධිත ස්ථර පද්ධතිය
පෘථිවියේ අභ්යන්තර ව්යුහය ස්ථිතික ස්ථර ගොඩකට වඩා වැඩි ය. කබොල ජීවයට සත්කාරකත්වය සපයන අතර භූ විද්යාත්මක ඉතිහාසය වාර්තා කරයි, ලිතෝස්පියර් භූගෝලීය තහඩු ලෙස චලනය වේ, ඇස්ටෙනෝස්පියර් එම චලනය සඳහා ප්ලාස්ටික් "පදනමක්" සපයයි, ප්රාවරණය මතුපිට ගතිකය මෙහෙයවන තාප ප්රවාහය නියාමනය කරයි, සහ හරය - විශේෂයෙන් පිටත හරය - ආරක්ෂිත චුම්භක ක්ෂේත්රයක් ජනනය කරයි. මෙම සියලුම ස්ථර එකිනෙකාට බලපෑම් කරමින් ක්රියාකාරී හා පරිණාමය වන ග්රහලෝක පද්ධතියක් සාදයි.
පෘථිවියේ අභ්යන්තර ව්යුහය අවබෝධ කර ගැනීම අපට ස්වභාවික සංඥා කියවීමට, භූ විද්යාත්මක උපද්රව පුරෝකථනය කිරීමට, සම්පත් සොයා ගැනීමට සහ පෘථිවිය වාසයට සුදුසු තත්වයන් තක්සේරු කිරීමට පවා උපකාරී වේ. එහි සන්සුන් මතුපිටට යටින්, පෘථිවිය භූගෝලීය වශයෙන් ජීවමාන ග්රහලෝකයකි - එහි අභ්යන්තර ව්යුහය එම ගතික ජීවිතයේ ප්රධාන ධාවකයයි.
