Эндогенді үрдістер

Магмалық үрдістер балқыған отты-сұйық магманың сууынан тау жыныстарының түзілуіне байланысты құбылыстарды қарастырады. Қозғалу сипатына және магманың жер қыртысына ену дәрежесіне байланысты беткі және тереңдегі магмалық үрдістер ажыратылады.

Жер ішінен көтерілетін магма әрқашан жер бетіне шығып төгілмейді. Көбінесе ол жер бетіне жетпей тереңде құрылысы мен құрамы әр түрлі интрузивті денелер құрып қатып қалады. Жер бетіне жылжып келе жатқан магма, жолында кездесетін тау жыныстарының кейбір бөліктерін ерітеді және балқытады. Нәтижесінде оның химиялық құрамы өзгереді. Бөтен материалдың магмамен еруі және балқуы үрдісін ассимиляция деп атайды.

Магманың сууы, қатуы нәтижесінде пайда болған тау жыныстары құрамы бойынша әр түрлі болып келеді. Олардың қышқыл, орташа, негізді және ультранегізді түрлері ажыратылады. Әр түрлі тау жыныстарының түзілуін, кейбір ғалымдар алғашқы магманың құрамының өзгешелігімен түсіндіреді, ал кейбір ғалымдар жер қойнауында магманың тек екі түрі (қышқыл және негізді) бар деп есептейді.

Көптеген ғалымдар (Р.О.Дели, Н.Л.Боуэн, А.Н.Заварицкий және т.б.) жер қойнауында тек құрамы біртекті магма бар деп есептейді. Олар әр түрлі магмалық тау жыныстарының пайда болуын біртекті алғашқы магманың суып, қатуы барысында дифференциацияға, яғни жіктелуге ұшырауына байланысты екенін атап көрсетеді. Жер қойнауындағы магма құрамындағы тығыздығы үлкен, ауыр заттар магманың астыңғы жағына шөгеді, ал жеңілдері магманың үстінгі жағына жиналады (гравитациялық жіктелу). Магманың салқындауы барысында белгілі бір температурада жеке минералдардың кристалдануы басталады (кристалдық жіктелу) және олар салмағына байланысты магма ішінде жіктеледі. Сонымен бірге жер қойнауында тереңде біртіндеп суыған магмадан толық кристалданған тау жыныстары, ал жер бетіне шығып, төгіліп тез қатқан магмадан кристаллды құрылымды емес тау жыныстары түзіледі. Жоғарыдағы аталған себепкер салдарынан құрамы біртекті магмадан құрамы мен қасиеттері әр түрлі тау жыныстары пайда болады.

Жанартаулар дегеніміз Жер бетіне лаваның (магманың) төгілуі немесе газдардың шығуы, немесе газдардың күшімен кесекті материалдардың шығуы. Жер бетіне лава, газдар және минералды кесектер жер қабатында пайда болған жарықтар арқылы немесе жер қабығының әлсіз аймақтарында газ бен лаваның әсерінен пайда болған каналдар арқылы шығады. Жанартаулардың жарықшақты және орталық типтері болады. Қазіргі кезде жанартаулардың негізінен орталық типі таралған. Олар жанартау өнімдерінен пайда болған конус тәрізді немесе күмбез тәрізді биіктіктер түрінде кездеседі. Жанартаудың өңеші (жерло) және кратері бар. Өңеші дегеніміз құбыр тәрізді канал. Кратер дегеніміз жанар тау басындағы шұңқыр. Жанартаулар сөнбеген және сөнген болып бөлінеді. Сөнбеген жанартаулар саны 600-дей (олардың 60-сы су астында), сөнгендер саны 4000-дай.

Жанартаулар келесі типтерге бөлінеді: гавайлық, стромболиандық, везувилік, пелейлік, кракатаулық және маар (жарылыс түтігі).

Жанартаудың гавайлық түрі (Гавай аралында Килауэа және Мауана-Лоа, Исландия, Африкадағы Нирогонго т.б.), суыған лаваның қабаттарынан тұратын, көлбеулігі 10⁰ аспайтын беткейлер. Бұл жанартаудың шұңқырында негізді (базальтті) құрамды сұйық лава бар. Оның температурасы 1150-1200⁰ С құрайды. Атқылауы келесі түрде жүреді. Лаваның деңгейі бірте-бірте, жер астының дүмпуінсіз және жарылыссыз, көтеріледі және шұңқырдың жиегіне жетіп төгіледі және жанартаудың көлбеу бетімен тез ағады.

Жанартаудың стромболиандық түрі (Липар аралындағы Стромболи) базальтті лавадан тұрады, бірақ гавайлық түрге қарағанда SiO₂ мөлшері мол. Лавада біраз мөлшерде газ болады, сондықтан атқылау қатты жарылыспен және жанартаудың атқылауымен басталады.

Жанартаудың везувилік түрі (Италиядағы Везувий және Этна, Жерорта теңізіндегі Вулькано, Камчатканың, Куриль аралдарының, Жапонияның көптеген жанартаулары) орташа және сілтілі құрамды базальтты лавадан қоймалжың лаваны атқылайды. Сондықтан жанартау өңеші жиі бітеліп қалады да, газдар мен булар көп мөлшерде жиналады. Осыған байланысты жер асты дүмпуі, содан кейін газдарды, күлді, тастарды бірнеше километр биіктікке атқылайды. Атқылаудан кейін кратерден немесе пайда болған жарықтардан сұйық лава фонтан тәрізді атқылайды. Суығаннан кейін ірі кесектер түзіледі. Жанартау конусы беткейлері өте тік болып қалыптасады.

Жанартаудың пелейлік түрі (Камчаткадағы Авачин және Шивелуч, Ява аралындағы Мерапи, Филиппиндегі Хибок-Хибок және т. б.) орташа андезитті құрамды қою лаваның баяу атқылауымен сипатталады. Жанартау ауызында қатқан лава газ бен будың шығуына кедергі болады. Жиналған газдар оны ауызынан баяу ығыстырып шығарады. Сондықтан жанартаудың атқылауына дейін қатты жер асты дүмпуі байқалады. Шыққан жоғары температуралы газ, жолындағы барлық тіршілік иелерін жояды.

Жанартаудың кракатаулық түрі (Жапониядағы Бандай-Сан, Суматра және Ява аралдарының арасындағы Кракатау, Аляскадағы Катмай және т. б.) құрамы қышқылды, аса қою лаваны атқылайды. Атқылау қатты дүмпулермен қоса жүреді және жарылудан кейін көп мөлшерде газдар мен күл шығады. Қатты жарылудан жанартаудың барлығы бұзылады. Кракатау типті жанартаулардың атқылаған өнімдері өте алысқа (100-200 километрге) жетеді.

16 сурет- Жанартаулар мен гейзерлер.

Маарлар немесе жарылу түтігі (диатремалар), моногенді жанартау түрінде болады. Олар лава атқыламай, тек газдың бір рет жарылуынан пайда болады. Маарлар Германиядан, Франциядан, Мексикадан, Африкадан, Жаңа Зеландия аралдарынан және ТМД мемлекеттері жерлерінен табылған. Жарылу түтіктерінде Оңтүстік Африкада, Ресейде (Саха елінде) алмаздар мол кездеседі.

Жанартау атқылауының өнімдері газ тәрізді, сұйық және қатты болып келеді. Газ тәрізді өнімдер көмір қышқылымен, су буларымен, оттегімен, сутегімен және құрамында фтор, хлор, күкірт т.б. элеметтері бар газдармен сипатталады. Газ тәрізді өнімдердің немесе фумаролдардың химиялық құрамы атқылау температурасына байланысты болады. Олар құрғақ, қышқыл, сілтілі, күкіртті және көмірқышқылды болады.

17- сурет. Сөнбеген жанартаудың кесіндісі сұлбасы.

Сұйық өнімдер әр түрлі құрамды, температурасы 1000⁰ асатын лавалармен сипатталады. Лавалардың физикалық күйі олардың химиялық құрамына байланысты. Олар негізінен кремний тотығынан, алюминийден, натрийден, калийден, магнийден, кальцийден, темірден тұрады. Лавалар қышқыл және негізді болып бөлінеді.

Қышқыл лаваларда көп мөлшерде кремний тотығы болады. Түсі ақшыл немесе сұр, жеңіл және жабысқақ, баяу суиды, құрамында көп мөлшерде газ болады.

Негізді лаваларда кальций, магний, темір тотығы көбірек, ал кремний, натрий, калий тотығы аз болады. Түсі қара, тығыздығы жоғары, сұйық, тез суиды және құрамында газ аз болады.

Қатты өнімдер – жанартаулы бомбалар, лапиллалар, жанартаулық құм және күл. Қатты өнімдердің сыртқы түрі шынылы масса түрінде кездеседі. Құрамында дала шпатының, авгиттің, лейциттің, магнетиттің және басқа минералдардың кристалдары болады.

Жанартау атқылауынан кейінгі құбылыстарға сальзалардың, бу мен ыстық сулардың (гейзерлердің), термальды және термоминералды сулардың, әр түрлі газдардың оқтын-оқтын шығуы жатады.

Сальза – биіктігі 1-2 м-ге жететін конус тәрізді көтерілген, балшықты жанартау. Гейзерлер – мезгіл-мезгіл фонтан болып шапшып ататын ыстық су көздері. Ыстық су көздері – бұлар гейзерге қарағанда кең тараған. Құрамында минералды заттар бар ыстық су көздерін термоминералды су көздері деп атайды.

Жер қабығының қозғалысы.Жер қабығы пайда болғаннан бастап үздіксіз қозғалыста. Жоғарыда айтылып кеткендей, бұл қозғалыстар жер бөлігінің баяу түрде бір қалыпты емес көтерілуімен және төмендеуімен, тау жыныстарының жаншылып қатпарлар түзуімен, опырылып тұтастығынан айырылуымен сипатталады.

Тербелмелі немесе эпейрогенді қозғалыстар. Бұл тектоникалық қозғалыстардың ішінде кең тараған түрі. Жалпы бұл қозғалыстар үнемі өзгерісте болатын, бірақ уақыт бойынша қайталанбайтын үрдіс. Олардың жылдамдығы геосинклинальдарда жылына бірнеше сантиметрге дейін жетеді, ал платформаларда жылына 1 см аспайды. Осы қозғалыстар әсерінен континенттер түзіледі.

Бүрмелі (қатпар түзуші) қозғалыстар. Тау жыныстары қабаттарының толқын тәрізді иілумен, әр түрлі қатпарлардың түзілуімен сипатталады. Қатпар түзілу нәтижесінде тау жыныстарының алғашқы жағдайы өзгереді. Сондықтан олардың орналасуы бастапқы (өзгермеген), туынды (өзгерген) болуы мүмкін.

Бастапқы орналасуы деп, алғашқы түзілуі үрдісінде пайда болып жайласқан тау жыныстарын айтады.

Туынды орналасуы деп, тектоникалық қозғалыстардың нәтижесінде тау жыныстарының алғашқы орналасқан жағдайының өзгерісі болған тау жыныстарын айтады.

Тау жыныстары қабаттарының өзара қатынасын анықтау үшін, олардың орналасу элементтерін (созылып жатуы, құлауы және құлау бұрышын) білу керек.

Қабаттың созылып жатуы кез келген көлденең жазықтықпен басқа жазықтықтың қиылысу сызығын көрсетеді. Қабаттың құлауы көлденең жазықтыққа құлау сызығы проекциясының азимутын көрсетеді. Құлау бұрышы - кез-келген көлденең жазықтықпен қатпарлардың арасындағы бұрыш.

Қатпарлар антиклиналды және синклиналды болады. Антиклиналды деп қатпарлардың дөңестігі жоғарыға қарай бағытталған, ядрода, қанатқа қарағанда, көне жыныстар орналасқан қатпарларды айтады; синклинальды – қатпарлар дөңестігі төмен қарай бағытталған, ядрода, қанатқа қарағанда, жас жыныстар орналасқан қатпарларды айтады. Антиклинальды және синклинальды қатпарлар келесі элементтерден тұрады: тоспа, қанат, құлып, ядро.

Тоспа – қатпарға иілген жыныстардың кез-келген қатпарларының максималды иілуі нүктесінен өтетін сызық.

Қанат деп қатпарлардың бүйір жақтарын айтады.

Құлып – бұл қатпарлардың қабаттарының иілу аймағындағы бөлік.

Ядро – бұл антиклиналды және синклиналды қатпарлардың иілген жеріндегі тау жыныстарының қабаты.

Жарып үзетін қозғалыстар. Тау жыныстары қабаттарының жарылып үзілуімен сипатталады. Жарылып үзілу нәтижесінде төменге ығысу, жоғарыға ығысу, жылжулар мен түсулер пайда болады.

Төменге ығысу–бұл жарылып үзілу, нәтижесінде асылып тұрған қанат, жатқан қанаттан төмен түседі.

Жоғарыға ығысу - нәтижесінде асылып тұрған қанат жатқан қанаттан жоғары көтеріледі.

Жылжулар– бұл қатпарлар қанаттарының көлденең бағытта ауысуынан пайда болатын жарықтар.

Түсулер– жоғарыға ығысу нәтижесінде пайда болады.

Төменге және жоғарыға ығысу грабендер мен горсттардың түзілуіне әкеледі. Грабендер - жер қабығының төмен түскен бөліктері, горсттар – жоғарыға көтерілген бөлігі.Түрі мен өлшемі бойынша грабендер терең және созылмалы үлкен шұңқыралар. Горсттар өзен аңғарлары бөліп тұратын тау жоталарын түзеді.

Жер сілкінуі.Жер сілкінуін зерттейтін ғылымды сейсмология деп атайды.

Жер сілкінуі кенеттен, бірнеше секунд ішінде өтеді. Олардың кейбіреулері жер асты дүмпулері түрінде, бірінен кейін бірі қысқа уақыт аралығында апта бойы, тіпті айлар бойы өтеді. Жекелеген жағдайларда жер сілкінуі өте күшті болып, апатты зардаптардың болуына әсерін тигізеді. Жер шарында тәулік сайын (орта есеппен) 200-ден артық, ал бір жылда 100 мыңға жуық жер сілкінісі болып тұрады. Олардың ішінде жылына 9 балдық - 10-15, 8 балдық - 50-100, 7 балдық - 300-500-ге жуық жер сілкінісі байқалады.

Жер сілкінуін тудыратын себептер төрт топқа бөлінеді:

- тектоникалық - жердің ішкі күштерінің әсерінен пайда болады және жер қабығы бөлінген жекелеген бөліктердің жылжуымен сипатталады. Бұл жер сілкінудің жиі байқалатын және зардапты тобы.

- жанартаулы - жанартаулар бар аймақтарда болады және жер бетіне атқылаған лаваның соққыларымен жүреді. Мұндай жер сілкіну тобының таралу аймағы шектелген.

- денудациялы - үлкен үнгірлердің құлауы, тау массивтерінің бұзылуы әсерінен жүреді. Мұндай жер сілкінуінің күші әлсіз және таралуы шектелген.

- антропогенді - адам әрекетінің нәтижесінде пайда болады. Олар жаппай жарылыстар жасағанда, атом бомбаларын сынаудан өткізгенде және кейбір инженерлі әрекеттен пайда болады.

Жер сілкіну механизмі.Жер қабығындағы тау жыныстарыныңбұзылуы мен жылжуы, сеймикалық толқындардың түзілуіне әсер етеді. Сейсмикалық толқындардың пайда болу орынын гипоцентр, ал оның жер бетіне проекциясын –эпицентр деп атайды. Гипоцентр тереңдігі жер сілкінуінің көптеген жағдайларында 1 ден 100 км аралығында болады. Соңғы уақытта 300-600 км тереңдікте орналасқан гипоцентр байқалуда. Гипоцентрдегі энергия жер сілкінуінің қарқындылығын анықтайды және магнитудамен бағаланады. Гипоцентрден сейсмикалық толқындар жан-жаққа бойлық және көлденең бағытта тарайды.

Бойлық толқындар сейсмикалы сәулеге бойлай тау жыныстары бөліктерінің тербелуін түғызады. Олар энергияның үлкен қорына ие және қатты, сұйық, газ тәрізді орталарда максималды жылдамдықпен (4-6 км/с) таралады.

Көлденең толқындар сейсмикалы сәулеге перпендикуляр бағытта, тау жыныстары бөліктерінің тербелуін тудырады. Олардың жылдамдығы бойлық толқындардан 1,7 есе төмен. Бұл толқындар сұйық және газ тәрізді орталарда таралмайды.

Бойлық және көлденең толқындардан басқа, қатты және газ тәрізді, қатты және сұйық орталардың бөліну шегінде беткі толқындар немесе Релей толқындары пайда болуы мүмкін. Бұл толқындар көлденең толқындарға қарағанда, жылдамдылығы өте төмен.

Сейсмикалық толқындардың бұзу әсерін бағалағанда, оның Жер бетіне жақындау бұрышын білу маңызды. Оның өлшемі әр түрлі болуы мүмкін. Сейсмикалы толқындардың қалыпты және көлденең құраушысы болады. Эпицентрде көлденең құраушы жоқ, сондықтан соққыларды астынан әсер ететін құрылыстар жоғарыға лақтырылып, орнына қайта тұрады. Оған қарағанда сейсмикалы толқындардың көлденең құраушысы көптеген бұзуларды тудырады. Сондықтан жер сілкінуінің бұзу дәрежесін сейсмикалы толқындардың көлденең құраушысының мәнімен бағалайды.