КІРІСПЕ.  ЖЕРДІҢ ПАЙДА БОЛУЫ ЖӘНЕ ДАМУ ТАРИХЫ. ЖЕР ҚЫРТЫСЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫ.

Жоспар

1. Геология – ғылым.

2. Жер қыртысы және оның заттық құрамы.

3. Жер геофизикалық әдістері.

4. Жер қыртысының заттық құрамы.

Геология- Жер туралы ғылым ( грекше гео - Жер, логос-ілім). Бұл қысқа анықтаманың мәні өте үлкен, мазмұнды және жан-жақты. Геология қазіргі кезде жаратылыстанудың ең маңызды бағыты саналады және ғылымдар циклі (жиынтығы) болып табылады. Бұл циклдің әр бөлімі геология салалары арасында өзіндік ғылыми пән ретінде де танылады. 

Геологияның зерттейтін тақырыбы – Жер планетасы мен геологиялық процесстер. Жер-өте күрделі материалдық дене,оның үлкен тарихы, қазіргісі мен болашағы бар. Аспан денесі ретінде ол ғарыш бөлшегі әрі Күн жүйесінің планетасы болып табылады. Оған ғарыш заңдары мен құбылыстары  да қатысты. Мәселен, олар әлемдік тартылыс күші, Күн радиациясы және басқа құбылыстар түрінде көпшілік жағдайда климатты анықтайды, тіршілікке ықпал етеді және Жердегі әр түрлі процестерге тікелей қатысты.

Геологияның тікелей зерттейтін нысандары- минералдар, таужыныстар, пайдалы қазбалар, қазба органикалық қалдықтар, геологиялық процестер.

Жер ішкі (жер қыртысы, мантия мен ядро) және сыртқы (атмосфера, гидросфера мен биосфера) қабықтардан тұрады, олар ұдайы өзара қарым-қатынаста болады. Олардың осы қарым-қатынасы нәтижесінде геологиялық (геодинамикалық) процестер туындайды. Геологтың практикалық жұмысы қатты қабықтың (литосфераның) жоғарғы бөлігі- жер қыртысы ауқымында өтеді. Жер қыртысы өзінен құрамы мен физикалық қасиеттері бөлек Жердің ішкі және сыртқы қабықтарымен ұдайы әрекетте. Осыған байланысты геологиялық процестер екі топқа бөлінеді: 1) сыртқы (әкзогендік) – жер қыртысының сыртқы қабықтарымен әрекеттесуінен туындайтын процестер; 2) ішкі (әндогендік)- жер қыртысының ішкі қабықтармен (қойнауқаттармен) әрекеттесуіне және планетаның терең қойнауларындағы материяның дамуына байланысты процестер. Геологиялық процестер жер қыртысының құрамын, құрылысын және жер бетінің бедерін өзгертеді.

Геология, бір жағынан, Жер туралы бірегей ғылым, ал екінші жағынан ол-ғылымдар жиынтығы (циклі). Бұл циклді құрайтын ғылымдар өзара біте қайнасқан және тығыз байланысты. Олар Жердің дамуы мен қалыптасу процесінің әртүрлі жақтары мен нәтижелерін зерттейді, бірақ әртүрлі мақсат көздейді, әртүрлі әдістерді пайдаланады.   Геологияның салалары арасында ғылыми пәндер жер қыртысының заттық құрамын, оның құрылысын, геологиялық процестер мен олардың тарихи реттілігін зерттейтін, сондай-ақ қолданбалы ғылымдар түріне бөлінеді (7-кесте). Адамдар Жерді өздері пайда болған кезден бері зерттеп келеді. Жер туралы білімнің тамыры өте көне заманға кетеді. Ертедегі ойшылдар қоршаған әлем туралы өздерінің түсінігін көз көргеннен ғажайып қиялдарға ұластырған.

7кесте. Геологиялық цикл пәндерінің салалары мен аталымы

Материалдық мәдениеттің дамуы, қоғамдық өндірістің артуы Жерді зерттеумен және оны жан-жақты игерумен тығыз байланысты. Тас ғасырларында (осыдан 2-3 млн  5-7 мың жыл бұрын) адамдар Жер қойнауынан тастардың белгілі бір сорттарын, қола ғасырында- мыс пен қалайыны, темір ғасырында-темірді өндірген. Осы аталған материалдарды өндіру үшін адамдар жер қыртысының құрылысын, оның ерекшеліктерін мұқият зерттегені көрінеді.

Ғаламның сипаттамасы. Бізді қоршаған материялық әлем Ғалам немесе ғарыш деп аталады. Ғарыш кеңістікте де, уақытта да шексіз дүние. Материя Ғалам кеңістігінде әркелкі таралған және әр түрлі жұлдыздардан, планеталардан, тозаңнан, метеорлардан, кометалардан, газдардан тұрады. Ғаламның зерттеуге мүмкін бөлігі Метагалактика деп аталып, ол миллиардтан аса жұлдыздар шоғырынан немесе галактикалардан тұрады. Олардың арасында біздің Галактика да бар.

Біздің Галактикаға немесе Құс жолының құрамына Күн жүйесі кіреді.Біздің Галактика спираль типті галактикаларға жатады және 150 милиардтан астам жұлдыздардан тұрады. Біздің Галактиканың пішіні диск сияқты. Ол планда жарық жұлдыздар шоғыры - Құс жолын жасайды. Ядросында спираль тәрізді жұлдыздар ағыны сияқты. Осы ағындардың бірінің шетінде Күн орналасқан.

Ғаламдағы аспан денелерінің ара қашықтығы парсек (пс) және жарық жылы (ж.ж.) деген өлшемдермен, ал Күн жүйесіндегі денелердің ара қашықтығы астрономиялық бірлікпен (а.б.) өлшенеді. І а.б. - Жер мен Күннің орташа ара қашықтығы, 149500000 км-ге тең. Парсек - жылдық парал лакске кері шама. 1 пс = 3,26 ж.ж. = 206265 а.б. = 30,857-10¹² км.

Құс жолының диаметрі 120 мың ж.ж. шамасында (1 ж.ж. = 10 км), ал дискінің қалыңдығы 1600 ж.ж.-на тең. Күн мен жұлдыздардың Құс жолы центрінің төңірегінде айналу мерзімі 170-250 млн жыл шамасында.

Күн жүйесі. Оның құрамына 9 планета (Меркурий, Венера, Жер, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) мен олардың 42 серігі, 50 мыңнан аса ұсақ астероидтар (планетоидтар), сансыз көп метеорлар мен жүздеген кометалар кіреді. Күн жүйесі компланды, яғни планеталардың орбитасы Күннің әкваторлық жазықтығына - әклиптикасына сәйкес келетін бір жазықтықта орналасқан, пішіні дөңгелекке жақын. Планеталардың айналу бағыты (Шолпан мен Ураннан басқалары - бұл екі планета басқаларға кері бағытта айналады) Күннің өз осіңде айналу бағытына сәйкес.

Марс пен Юпитер орбиталарының аралығында ішкі және сыртқы планеталарын бөліп тұрған астероидтар белдеуі немесе шағын планеталар орналасқан. 2000-ға жуық астероидтар ашылған, олардың жалпы саны 100 мыңнан асады, ал жалпы массасы Жер массасының 0,001 бөлігін құрайды деген пікір бар. Ең ірі астероидтар: Церера (диаметрі 767 км), Паллада (489 км), Веста (386 км) және Юнона (190 км). Астероидтардың құрамы темірлі-тасты, ал пішіні үшкір шомбал тас сияқты.

Қазіргі түсініктер бойынша Күн жүйесінің денелері бастапқы күйі салқын ғарыштық қатты және газ тәрізді материяның Күн мен протопланеталар жаралғанға дейін нығыздалуы мен қоюлануы жолымен қалыптасқан. Жердің қазіргі қабықты құрылысының қалыптасуы бастапқы гомогендік (біркелкі) заттың гравитациялық дифференциациясы процестерімен байланыстырылады.

Жердің пішіні мен өлшемдері. Планетаның жасанды Жер серіктерінен түсірілген фотографиялары Жердің шар тәрізді екендігінің айқын куәсі боларлық. Сонау XVII ғ. соңында-ақ Жердің пішіні дұрыс шардан өзгеше екендігін көрсететін деректер алынған. Геодезиялық өлшеулер Жердің ықшамдалған пішіні айналу әллипсоидына (сфероидқа) жақын екендігін көрсеткен. Полюстік радиус R_П =6356,8 км, ал әкваторлық радиус R_ә =6378,2 км. Бұл екеуінің айырмасы 21,4 км, ал сығылу шамасы а= (R_ә – R_П)/R_ә=1/298  (Ф.Н.Красовский). Жердің орташа радиусы R=6371 км.

Жер Күн жүйесіндегі ең дамыған планета ретінде орталық симметриялы қабықтардан тұратындығымен сипатталады. Жер қабықтары (геосфералар құрамымен, физикалық қасиеттерімен, затының күйімен ерекшеленіп, сыртқы және ішкі қабықтарға бөлінеді. Сыртқы геосфераларда тікелей зерттеу жүргізуге болады.    Ішкі   геосфералар   негізінен   жанама   (геологиялық,   геофизикалық, геохимиялық) әдістермен зерттеледі. Жердің сыртқы және ішкі геосфералары  өзара және ғарыш кеңістігімен тығыз байланысты.

Жердің сыртқы қабықтары - атмосфера, гидросфера мен биосфера. Бұл қабықтар бір-бірімен кірігіп, өзара және жер қыртысымен ұдайы әрекеттеседі. Олардың әрекеттесуі материя мен әнергия алмасу түрінде білінеді.

Ішкі   геосфералар   (қойнауқаттар).   XX  ғасыр   басындағы   ең  маңызды ғылыми жаңалық - Жердің сейсмология деректеріне негізделген құрылысы концентрлі, тығыздығы әр түрлі қабықтардан, яғни жер қыртысынан, мантия мен ядродан тұрады деген тұжырым.

Жер қыртысы - Жердің қатты қабығы. Оның қалыңдығы мұхиттардың астында 5-10 км болса, континенттерде - 70-80 км-ге жетеді, ал орташа мәні – 33 км. Жер қыртысының шекаралары жоғарғы жағында жер бетімен (атмосфера мен Әлем   мұхиты   аралығында);   төменгі   жағында   (мантия   аралығында) Мохоровичич бетімен немесе Мохо шекарасымен шектеседі. Жер қыртысының құрамында Sі және Аl басым болғандықтан, оны "сиал" деп те атайды. Жер қыртысы Гутенберг қабатының қатты бөлігімен бірге астеносфера үстіндегі тұтас қатаң қабатты құрап, литосфера деп аталады (Д.Баррел, 1914). Астеносферада аралық магма ошақтары пайда болады деген пікір бар. Осыған байланысты, литосфераны астеносферамен қоса тектоносфера деп біріктіреді (В.В.Белоусов).

Жердің геофизикалық әдістері: гравитация әдісі, жылу әдісі (геотермика) радиобелсенділік әдісі, магнит әдісі, әлектр әдісі.

Жер    қыртысы.    Жердің    жоғарғы    қабығы    жер    қыртысын    жеке метырудың себебі,  бұл  геосфера геологтардың басты нысаны және адам тіршілік пен өндірістік әрекет ететін орта болып табылуында. Жер қыртысы құрылысының ең маңызды ерекшелігі - тік және көлбеу бағыттарда байқалып, анық білінетін әркелкілігі.

Жер  қыртысының   заттық   құрамы   оның   химиялық   және   минералдық құрамымен анықталады. А.П. Виноградов бойынша, жер қыртысында ең көп таралғаны мына химиялық әлементтер, %: 0-47,2; Sі-27,6;Аl- 8,3; Ғе – 5,1; Са-3,6; Nа - 2,64; К- 2,6; Мg - 2,1; Ті - 0,6; Н - 0,15; С - 0,1. Сонымен, жер қыртысында анықталған 93 химиялық әлементтің 11-нің үлесіне олардың жалпы массасының 99,99%-і келсе, ал қалған 82 әлемент тек 0,01%-ті ғана құрайды.

Минералдар   (латынша "минера"   -   кен   кесегі)   -   табиғи   химиялық қосылыстар, кейде сомтума әлементтер. Олар жер қыртысында немесе оның бетінде  өтетін әр түрлі  физикалық-химиялық процестердің табиғи өнімдері болып табылады. Минералдардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, жаралу жағдайлары мен практикалық қолдануын зерттеу - минералогияның тақырыбы.

Минералдар табиғатта әдетте қатты кейде, яғни кристалдар түрінде кездеседі. Қазіргі кезде жер қыртысында 2300-ге жуық минерал түрлері (Л.В.Миловский, 1985) анықталған. Табиғатта минералдар жеке кристалдар түрінде сирек кездеседі, көбінесе олар минералдың агрегаттар деп аталатын минерал түйірлерінің бірлестері мен шоғырлары түрінде болады.

Минералдар таужыныстарды, яғни жер қыртысы деп аталатын материялық ортаны жасайды. Таужыныстар деп минералдардың белгілі бір құрамды және құрылымды тұрақты табиғи парагенезистік ассоциациясын (бірлестігін) атайды.

Олар белгілі бір геологиялық процестер  нәтижесінде  пайда болады ірі жер  қыртысында жеке геологиялық денелер жасайды.