භූ භෞතික විද්යාවේ පෘථිවි භෞතික විද්යාවේ මූලික මූලධර්ම
භූ භෞතික විද්යාව යනු භෞතික විද්යාවේ මූලධර්ම භාවිතා කරමින් පෘථිවිය අධ්යයනය කරන පෘථිවි විද්යාවේ ශාඛාවකි. භූ විද්යාව මතුපිට පාෂාණ සහ ව්යුහයන් නිරීක්ෂණය කිරීම මත දැඩි ලෙස රඳා පවතින අතර, භූ භෞතික විද්යාව පෘථිවිය වක්රව "දකියි" භෞතික ප්රතිචාර හරහා: තරංග, ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්ර, චුම්භකත්වය, විදුලිය, තාපය සහ විකිරණ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, භූ භෞතික විද්යාව මතුපිටට යටින් සිදුවන්නේ කුමක්ද, එහි ද්රව්යවල ගුණාංග මොනවාද සහ සිදුවන ක්රියාවලීන් මොනවාද වැනි ප්රශ්නවලට පිළිතුරු දීමට උත්සාහ කරයි - සෑම තැනකම කැණීමෙන් හෝ කැණීමෙන් තොරව.
භූ භෞතික විද්යාව පිළිබඳ ස්ථිර අවබෝධයක් සහතික කිරීම සඳහා, භූ භෞතික ක්රමවලට පාදක වන පෘථිවි භෞතික විද්යාවේ මූලධර්ම සමාලෝචනය කළ යුතුය. මෙම මූලධර්මවලට ප්රත්යාස්ථ මාධ්ය, තරංග ප්රචාරණය, විභව ක්ෂේත්ර, විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය, තාප හුවමාරුව සහ ද්රව්යවල භෞතික ගුණාංග සහ භූ විද්යාත්මක තත්වයන් අතර සම්බන්ධතාවය ඇතුළත් වේ.
1. පෘථිවිය භෞතික පද්ධතියක් ලෙස: සංයුතිය, ව්යුහය සහ ද්රව්යමය ගුණාංග
භෞතිකව, පෘථිවිය ස්ථර පද්ධතියක් ලෙස සැලකිය හැකිය: කබොල, ප්රාවරණය, ද්රව පිටත හරය සහ ඝන අභ්යන්තර හරය. මෙම ස්ථර වෙනස්කම් හුදෙක් භූ විද්යාත්මක බෙදීම් පමණක් නොව, ඝනත්වය, ප්රත්යාස්ථතාව, විද්යුත් සන්නායකතාවය, උෂ්ණත්වය සහ චුම්භකත්වය වැනි භෞතික ගුණාංග ද පිළිබිඹු කරයි. භූ භෞතික විද්යාවේදී, මෙම භෞතික ගුණාංග ප්රාථමික "පරාමිතීන්" වේ.
විවිධ ද්රව්ය බලවේග හා ශක්තියට වෙනස් ලෙස ප්රතිචාර දක්වයි. නිදසුනක් ලෙස, ඝන ආග්නේය පාෂාණ ලිහිල් අවසාදිතවලට වඩා වැඩි ඝනත්වයක් ඇත; ජල-සංතෘප්ත පාෂාණ වියළි පාෂාණවලට වඩා විද්යුත් ධාරාවට වඩාත් සන්නායක වේ; සහ මැග්නටයිට් වැනි චුම්භක ඛනිජ පාෂාණවලට ඉහළ චුම්භක සංවේදීතාවයක් ලබා දෙයි. ප්රතිචාරයේ මෙම වෙනස්කම් මැනිය හැකි විෂමතා ඇති කරයි.
2. ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය සහ විභව ක්ෂේත්ර සංකල්පය
පෘථිවි භෞතික විද්යාවේ මූලික මූලධර්මවලින් එකක් වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණයයි. ස්කන්ධයේ අසමාන ව්යාප්තිය හේතුවෙන් පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්රය ඒකාකාර නොවේ. අධික ඝනත්ව පාෂාණ අඩු ඝනත්ව පාෂාණවලට වඩා තදින් "ඇද ගනී". ගුරුත්වාකර්ෂණ භූ භෞතික විද්යාව භූගත ව්යුහයන් අර්ථ නිරූපණය කිරීම සඳහා ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණයේ (ගුරුත්වාකර්ෂණ විෂමතා) කුඩා වෙනස්කම් භාවිතා කරයි.
ගණිතමය වශයෙන්, ගුරුත්වාකර්ෂණය යනු විභව ක්ෂේත්රයකි, එනම්, විභව ශ්රිතයකින් ව්යුත්පන්න කළ හැකි සහ යම් යම් තත්වයන් යටතේ ලැප්ලේස්/විෂ සමීකරණය තෘප්තිමත් කළ හැකි ක්ෂේත්රයකි. මෙය වැදගත් වන්නේ බොහෝ භූ භෞතික ක්රම - ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ චුම්භක - අද්විතීය නොවන ලක්ෂණයක් ඇති බැවිනි: තනි විෂමතා රටාවක් විවිධ භූගත වින්යාසයන් නිසා ඇති විය හැක. එබැවින්, අර්ථ නිරූපණයට භූ විද්යාත්මක දත්ත, භූ කම්පන දත්ත හෝ කැණීම් තොරතුරු වැනි අමතර සීමාවන් අවශ්ය වේ.
එහි ප්රායෝගික යෙදීම් අතර අවසාදිත ද්රෝණි සිතියම්ගත කිරීම, ලුණු ගෝලාකාර හඳුනා ගැනීම සහ සමස්ථානිකභාවය (ප්රාවරණයට සාපේක්ෂව ලිතෝස්ෆියරයේ ස්කන්ධ සමතුලිතතාවය) අධ්යයනය කිරීම ඇතුළත් වේ. සමස්ථානික මූලධර්මය මගින් කඳු වලට සැහැල්ලු හෝ ඝන "මුල්" ඇත්තේ මන්දැයි පැහැදිලි කරන අතර එමඟින් ඒවාට ප්රවාරණයට සාපේක්ෂව පාවීමට ඉඩ සලසයි.
3. පෘථිවියේ චුම්භකත්වය: චුම්භක ක්ෂේත්ර සහ චුම්භක විෂමතා ප්රභවයන්
පෘථිවියට එහි ද්රව පිටත හරයේ (භූ-ධෛර්ය) ගතිකත්වයෙන් ලබාගත් ප්රාථමික චුම්භක ක්ෂේත්රයක් ඇත. ප්රාථමික ක්ෂේත්රයට අමතරව, චුම්භක පාෂාණවලින් දේශීය චුම්භක ක්ෂේත්ර ඇත. චුම්භක භූ භෞතික විද්යාව භූ විද්යාත්මක ව්යුහයන් සිතියම්ගත කිරීම සඳහා චුම්භක ක්ෂේත්ර විචලනයන් මනිනු ලබයි, විශේෂයෙන් චුම්භක ඛනිජ වලින් පොහොසත් ආග්නේය සහ පරිවෘත්තීය පාෂාණ සමඟ සම්බන්ධ ඒවා.
මෙහි ඇති ප්රධාන මූලධර්මය නම් පාෂාණවල චුම්භකකරණය සංරචක දෙකකින් සමන්විත වීමයි: ප්රේරිත චුම්භකකරණය (පෘථිවියේ වත්මන් චුම්භක ක්ෂේත්රයට සාපේක්ෂව) සහ ඉතිරි චුම්භකකරණය (පාෂාණය සෑදෙන විට අතීත චුම්භකකරණයේ ශේෂය). ඉතිරි චුම්භකකරණය පැලියෝමැග්නටිස්වාදයේදී ඉතා ප්රයෝජනවත් වන්නේ භූ තැටිවල චලනය සහ පෘථිවියේ චුම්භක ධ්රැව ප්රතිවර්තන ඉතිහාසය ප්රතිනිර්මාණය කිරීම සඳහා ය.
කලාපීය පරිමාණයෙන්, චුම්භක දත්ත ඝන අවසාදිතයන්ට යටින් බිම් මහල (පතුල් පාෂාණය) සිතියම්ගත කිරීමට, දෝෂ සොයා ගැනීමට සහ ඛනිජ ගවේෂණය කිරීමට උපකාරී වේ.
4. මාධ්යයේ භූ කම්පන තරංග සහ ප්රත්යාස්ථතාව
භූ භෞතික විද්යාවේ කේන්ද්රීය භෞතික මූලධර්මයක් වන්නේ ප්රත්යාස්ථ මාධ්යවල තරංග යාන්ත්ර විද්යාවයි. භූ කම්පන ක්රම මගින් පෘථිවිය හරහා ප්රචාරණය වන ප්රත්යාස්ථ තරංග සූරාකනු ලැබේ. පෘථිවියේ අභ්යන්තරයේ ප්රධාන තරංග වර්ග දෙකක් තිබේ: P-තරංග (ප්රාථමික, කල්පවත්නා) සහ S-තරංග (ද්විතියික, තීර්යක්). P-තරංග ඝන සහ ද්රව වල ප්රචාරණය කළ හැකි අතර, S-තරංග තරල වල ප්රචාරණය කළ නොහැක. මෙම භෞතික කරුණ පෘථිවියේ පිටත හරය ද්රව බව අප දැන ගැනීමට වැදගත් හේතුවකි: S-තරංග ඒ හරහා ගමන් කළ නොහැක.
භූ කම්පන තරංග වේගය තීරණය වන්නේ ද්රව්යයේ ප්රත්යාස්ථතා මොඩියුලිය සහ ඝනත්වය අනුව ය. සරලව කිවහොත්, දැඩි හා ඝනත්වයෙන් වැඩි පාෂාණවලට වැඩි තරංග වේගයක් ඇත. විවිධ ගුණාංග සහිත ස්ථර හරහා තරංග ගමන් කරන විට, පරාවර්තනය සහ වර්තනය සිදු වේ, දෘෂ්ටි විද්යාවේ ස්නෙල්ගේ නියමයට සමාන මූලධර්ම අනුගමනය කරයි. තරංග ගමන් කාලය, විස්තාරය සහ තරංග ආකාරයෙන්, භූ භෞතික විද්යාඥයින්ට ස්ථර ගැඹුර, අවසාදිත ඝණකම සහ තරල පැවතීම පවා ඇස්තමේන්තු කළ හැකිය.
ගෝලීය භූ කම්පන විද්යාව ප්රාවරණයේ සහ හරයේ ව්යුහය සිතියම්ගත කිරීම සඳහා භූමිකම්පා අධ්යයනය කරන අතර, ගවේෂණ භූ කම්පන විද්යාව තෙල්, ගෑස් සහ භූ තාපජ ජලාශ වඩාත් දේශීය පරිමාණයෙන් සිතියම්ගත කරයි.
5. විදුලිය සහ විද්යුත් චුම්භකත්වය: සන්නායකතාවය, ප්රතිරෝධකතාව සහ ප්රේරණය
බොහෝ භූගත ක්රියාවලීන්ට තරල, ඛනිජකරණය සහ උෂ්ණත්ව වෙනස්කම් ඇතුළත් වේ - මේ සියල්ල විද්යුත් සන්නායකතාවයට බලපායි. විද්යුත් හා විද්යුත් චුම්භක ක්රමවල මූලික මූලධර්මය වන්නේ විද්යුත් ධාරාව, විද්යුත් ක්ෂේත්රය සහ මාධ්යයේ ගුණාංග අතර සම්බන්ධතාවයයි, බොහෝ විට ඕම්ගේ නියමය මගින් අඛණ්ඩ ස්වරූපයෙන් (J = σE) සාරාංශ කර ඇති අතර σ යනු සන්නායකතාවයයි.
ප්රතිරෝධකතාව, ප්රේරිත ධ්රැවීකරණය (IP), චුම්භක ධ්රැවීකරණය (MT) සහ අනෙකුත් විද්යුත් චුම්භක ක්රම මගින් කෘතිම හා ස්වාභාවික යන දෙඅංශයෙන්ම ධාරා/ක්ෂේත්ර ප්රභවයන්ට භූගත මතුපිට ප්රතිචාරය මනිනු ලැබේ. ෆැරඩේගේ නියමයෙන් සකස් කරන ලද විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයේ මූලධර්මය - වෙනස් වන චුම්භක ක්ෂේත්ර පසෙහි විද්යුත් ක්ෂේත්ර සහ සුළි ධාරා නිපදවන ආකාරය පැහැදිලි කරයි. මෙම සුළි ධාරා පසුව මතුපිටදී මනිනු ලබන ද්විතියික චුම්භක ක්ෂේත්ර නිපදවයි.
ලුණු ජලයෙන් සංතෘප්ත වූ ද්රව්ය ඉතා සන්නායක වේ; මතුපිට සන්නායක යාන්ත්රණයන් හේතුවෙන් මැටි ද බොහෝ විට සන්නායක වේ. ඊට වෙනස්ව, වියළි ස්ඵටිකරූපී පාෂාණ සහ හයිඩ්රොකාබන ප්රතිරෝධී වීමට නැඹුරු වේ. එබැවින්, භූගත ජලය, භූතාපජ, සල්ෆයිඩ් ඛනිජ ගවේෂණය සහ තරල පිරුණු දෝෂ කලාප අධ්යයනය සඳහා EM ක්රම බහුලව භාවිතා වේ.
6. භූතාපජ සහ තාප හුවමාරුව: සන්නයනය සහ සංවහනය
පෘථිවිය ස්ථිතික නොවේ; එය අභ්යන්තරයේ සිට මතුපිටට තාප ශක්තිය ප්රවාහනය කරයි. තාප හුවමාරුවේ මූලධර්ම අතරට සන්නායකතාවය (ස්කන්ධ හුවමාරුවකින් තොරව පදාර්ථ හරහා තාප ප්රවාහය) සහ සංවහනය (ස්කන්ධ හුවමාරුව සමඟ තාප ප්රවාහය, ඉතා සෙමින් ගලා යන ප්රාවරණය වැනි) ඇතුළත් වේ. ෆූරියර් නියමය මගින් සන්නායක තාප ප්රවාහය උෂ්ණත්ව අනුක්රමණයට සහ තාප සන්නායකතාවයට සමානුපාතික බව විස්තර කරයි.
භූ තාප අනුක්රමණ, තාප ප්රවාහ සහ පාෂාණවල තාප ගුණාංග මැනීම භූ තාප පද්ධති, පරිවෘත්තීය සහ භූගෝලීය ගතිකත්වය තේරුම් ගැනීමට උපකාරී වේ. උදාහරණයක් ලෙස, උප ප්රවාහ කලාපවල, තාප රටා උප ප්රවාහ තහඩු, තරල සංසරණය සහ ස්පර්ශ අතුරුමුහුණතෙහි ඝර්ෂණය මගින් බලපෑම් ඇති කරයි. මධ්ය සාගර කඳු වැටිවලදී, උණුසුම් මැන්ටල් ද්රව්ය ඉහළ යාම තාප ප්රවාහය වැඩි කරන අතර ජල තාප පද්ධති සාදයි.
7. භෞතික ගුණාංග සහ අර්ථ නිරූපණය අතර සම්බන්ධතාවය: ප්රතිලෝම සහ අනන්ය නොවන බව පිළිබඳ ගැටළුව
භූ භෞතික විද්යාවේ සාරය මැනීම පමණක් නොව අර්ථ නිරූපණය කිරීමයි. මතුපිට හෝ ගුවන් හෝ චන්ද්රිකා ප්රභවයන්ගෙන් ලැබෙන මිනුම් භූගත ආකෘති බවට පරිවර්තනය කළ යුතුය. මෙම ක්රියාවලිය ප්රතිලෝම ලෙස හැඳින්වේ. භෞතිකව සහ ගණිතමය වශයෙන්, ප්රතිලෝම බොහෝ විට අද්විතීය නොවේ: බහු ආකෘතිවලට එකම දත්ත පැහැදිලි කළ හැකිය. එබැවින්, නූතන භූ භෞතික විද්යාව විධිමත් කිරීම, සංඛ්යාලේඛන සහ බහු-දත්ත ඒකාබද්ධ කිරීමේ මූලධර්ම මත රඳා පවතී.
උදාහරණයක් ලෙස, ගුරුත්වාකර්ෂණ විෂමතාවයක් ඉහළ ඝනත්ව වස්තුවක පැවැත්ම පෙන්නුම් කළ හැකි නමුත්, එය බැසෝල්ට් ආක්රමණයක් ද නැතහොත් ලෝහ ලෝපස් ද යන්න සෘජුවම දක්වන්නේ නැත - දෙකම කළ හැකිය. චුම්භක, භූ කම්පන හෝ EM දත්ත එකතු කිරීමෙන්, අර්ථ නිරූපණය වඩාත් ශක්තිමත් සහ යථාර්ථවාදී වේ.
8. පරිමාණය සහ අරමුණ: ගවේෂණයේ සිට ගෝලීය පෘථිවි අවබෝධය දක්වා
භූ භෞතික විද්යාවේ පෘථිවි භෞතික විද්යාවේ මූලධර්ම බහු පරිමාණයන් හරහා ක්රියාත්මක වේ. ගෝලීය පරිමාණයෙන්, චන්ද්රිකා භූ කම්පන විද්යාව සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය පෘථිවියේ ප්රාවරණය, භූ විද්යාව සහ අභ්යන්තර සංසරණයේ විෂමතාව සිතියම්ගත කිරීමට උපකාරී වේ. කලාපීය සහ දේශීය පරිමාණයන්හිදී, සම්පත් ගවේෂණය (තෙල්, ගෑස්, ඛනිජ, භූ තාපජ), ආපදා අවම කිරීම (ගිනි කඳු නිරීක්ෂණය, භූමිකම්පා ක්ෂුද්ර කලාපකරණය), භූ තාක්ෂණික ඉංජිනේරු විද්යාව (පදනම ස්ථායිතාව) සහ පාරිසරික අධ්යයනයන් (පස සහ ජල දූෂණය) සඳහා භූ භෞතික ක්රම භාවිතා වේ.
ඔවුන් සියල්ලන්ම එක්සත් කරන්නේ භෞතික ගුණාංගවල විචලනයන් - ඝනත්වය, ප්රත්යාස්ථතාව, සන්නායකතාවය, චුම්භකත්වය සහ උෂ්ණත්වය - භූ විද්යාත්මක ක්රියාවලීන්ට සෘජුවම සම්බන්ධ වන මූලධර්මයයි. භූ භෞතික ක්රම මගින් මෙම වෙනස්කම් ප්රමාණාත්මකව බැලීමට කවුළුවක් සපයයි.
වසා දැමීම
භූ භෞතික විද්යාවේ පෘථිවි භෞතික විද්යාවේ මූලික මූලධර්ම, මැනිය හැකි භෞතික ප්රතිචාර හරහා පෘථිවිය තේරුම් ගැනීමට දරන උත්සාහයක් ලෙස සාරාංශ කළ හැකිය: ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ චුම්භකත්වය විභව ක්ෂේත්ර ලෙස, භූ කම්පන ප්රත්යාස්ථ තරංග ප්රචාරණය ලෙස, විද්යුත් සහ විද්යුත් චුම්භක ක්රම සන්නායකතාවය සහ ප්රේරණ ප්රතිචාර ලෙස සහ භූ තාපජ අභ්යන්තර තාප ප්රවාහය ලෙස. සෑම ක්රමයකටම ශක්තීන් සහ සීමාවන් ඇත, විශේෂයෙන් අර්ථ නිරූපණයේ අද්විතීයභාවයට සම්බන්ධ බැවින්, දත්ත ඒකාබද්ධ කිරීම සහ ද්රව්ය භෞතික විද්යාව පිළිබඳ අවබෝධය ප්රධාන වේ.
භෞතික විද්යාවේ ශක්තිමත් පදනමක් සමඟින්, භූ භෞතික විද්යාවට මතුපිට නිරීක්ෂණ යටින් ඇති සංකීර්ණ යථාර්ථය සමඟ සම්බන්ධ කළ හැකිය - එය මිනිසුන්ට පෘථිවියේ ව්යුහය තේරුම් ගැනීමට, එහි සම්පත් වඩාත් උචිත ලෙස භාවිතා කිරීමට සහ වඩා හොඳ ආකෘති නිර්මාණය සහ අධීක්ෂණය තුළින් ආපදා අවදානම් අඩු කිරීමට උපකාරී වේ.
