Wikipedia

Geofisika

Geofisika Lurraren propietate fisikoak eta lurzoruko prozesuak aztertzen dituen zientzia naturala da. Geofisika terminoak, normalean, lurra solidoari egiten dio erreferentzia: lurraren forma, grabitatea, eremu elektromagnetikoa, barne egitura eta konposizioa. Plaken Tektonikaren bidez, lurraren dinamika eta gainazaleko adierazpena azaldu ahal da, magmatismoa eta arroka sorkuntzarekin batera. Hala ere, geofisika modernoak definizio zabalagoa erabiltzen du, uraren zikloa barne hartzen duena, baita fluidoen dinamika ozeanotan eta atmosferatan, elektrizitatea eta magnetismoa ionosferan, besteak beste.[1][2][3][4][5][6]

Itsas hondoaren aroa erakusten duen irudia. Irudiko informazio gehiena anomalia magnetikoetatik dator.

Geofisika XIX. mendean disziplinatzat onartu zen, baina Antzinaroan du jatorria. Hainbat gailu ikus ditzakegu historian zehar lurraren fisika alorra ikasteko: lehen konpas magnetikoak magnetitaz egiten ziren. Garrantzi handia eduki zuten konpas magnetiko modernoek itsas nabigazioan eta, bestaldetik, lehen tresna sismikoa 132. urtean eraiki zen. Beste gailu batzuk eraiki ziren lurraren itxura, dentsitatea, eremu magnetikoa eta uraren zikloa begiztatzeko. XX. mendean geofisika garatu zen. Horren ondorioz, Lurra solidoa eta ozeanoak esploratzeko gaitasuna hedatu zen; ere plaken tektonikan garrantzia izan zuen.[1][2][3][4][5][6]

Geofisika gizarte-beharretan erabili ahal da, adibidez: mineral-baliabideak ateratzeko, natura-arriskuak arintzeko eta ingurumena babesteko. Datu geofisikoak baliatu daitezke mineral metakinak, lurpeko urak eta glaziarrak, erlikia-arkeologikoak eta lurzoruaren lodiera aztertzeko.[1][2][3][4][5][6]

Geofisika diziplinartekotasun handiko gaia da. Gainera, geofisikariak lurreko zientzien arlo guztietan aritzen dira, baita planeten zientzian ere.[1][2][3][4][5][6]

Bero-fluxua

aldatu

Bero-fluxuaren iturri nagusiak honakoak dira: bero primitiboa eta erradioaktibitatea planetaren goiko geruzan. Beroa konbekzio termikoz heltzen da geruza horretara, baina bi muga termikotan kondukzioaren bidez mugitzen da.[7][8][9] Lurra hozten ari denez, bero-fluxuak lurraren eremu magnetikoa sortzen du geodinamoaren bitartez. Lurraren azaleko bero fluxua 4,2 × 1013 W-koa da, eta energia geotermikoa lortzeko potentziala da.[10]

Sismologia

aldatu

Uhin sismikoak Lurraren barnealdetik edo azaletik bidaiatzen duten bibrazioak dira.[11] Uhinen mugimenduak sismografoen bidez neurtzen dira. Uhinak iturri jakin batetik badatoz, lurrikara edo leherketa batetik, adibidez, leku jakin batzuetan neurketak eginez gero, iturria aurkitu ahal da. Lurrikaren kokapenak Plaken Tektonikari eta mantuen konbekzio korronteen buruzko informazioa ematen du.[12][13]

Lurrikaren bidez lortutako informazioaz baliatuta neurketak egin diren lekuko arroken dentsitate eta konposizio aldaketak ezagutu daitezke, uhinak aldaketen aurrean islatu egiten direlako. Islapen-sismologiko hori erabiliz, lurraren egiturari buruzko informazio ugari lortzen da, hainbat kilometro sakoneraraino. Gainera, petrolioa eta gasa esploratzeko ere erabiltzen dira.[14]

Lurrikarak arriskutsuak dira gizakientzat. Haien mekanismoak ulertzea, lurrikara motaren araberakoak direnak (adibidez, plaka barnekoa edo sakonekoa), lurrikara-arriskuaren berri ematen laguntzen du, bizitza asko salbatzen.[13]

Uhin elektromagnetikoak

aldatu

Uhin elektromagnetikoak ionosferan eta magnetosferan (atmosferaren bi geruzak direnak) gertatzen dira, baita Lurraren kanpoko nukleoan ere. Uhin horiek lurrikarek sortuak ere izan daitezke.[15]

Kanpoko nukleoak, burdinaz osatutakoa, Lurraren eremu magnetikoa eragiten du. Eremu magnetiko horrek korronte elektrikoen bitartez sortzen da eta korronteak indukzio elektromagnetikoaren bitartez, alegia.[15]

Azterketa geofisikorako erabiltzen diren metodo elektromagnetikoak hauek dira: elektromagnetismo iragankorrak, magnetotelurikoak, azaleko erresonantzia magnetiko nuklearra eta itsas hondoko elektromagnetismoa.[16]

 
Lurraren eremu magnetikoa polaritate arruntan alderantzikatzeen artean ordenagailu-simulazioan irudikatuta.

Magnetosfera

aldatu

Eremu magnetiko handia duen planeta bat eta Eguzki-haizea elkar eragiten badute, magnetosfera deitzen dena sortzen da. Hainbat frogak erakutsi dute Lurraren eremu magnetikoa erraldoia dela. Magnetosfera honen erradioa hain handia da 10 Lur sartu daitezkela. Eremu hau Eguzkira dago begira. Horregatik, Eguzki-haizea osatzen duten partikula kargatuak ez dute gehiegi ukitzen, magnetosferaren eraginagatik.[17]

Baina magnetosferaren eskualde batzuk eguzki-haize partikula gehiago daukate metatuta. Aurrerik aipatutako guneak Van Alleneko erradiazio ingurabideak dira, eta asko hartzen dira kontuan astronautak bidaltzean espaziora.[17]

Lurraren barne egitura

aldatu

Lurra ez da erabat esferikoa, aitzitik, oro har, elipsoide itxura erakusten du, geoide deritzona. Forma berezi hau planeta etengabe higitzeak eragiten dituen indar zentrifugoen ondorioa da. Indar hauek planetaren diametroa Ekuatorrerantz bultzatzen dute, eta forma elipsoidea eratzen dute. Lurraren forma etengabe aldatzen ari da, eta faktore/eragile ezberdinak izan ditzake: glaziar isostatikoaren errebotea (izotz-xafla handiak urtzen dira, eta lurrazalak gora egiten du, presioa askatzearen ondorioz), ezaugarri geologikoek (mendiak edo lubaki ozeanikoak), plaka tektonikoen dinamikak eta hondamendi naturalak.[18]

Sismologiaren, gainazaleko bero-fluxuaren eta fisika mineralaren ebidentziak Lurraren masa eta inertzia-unearekin batzen dira Lurraren barne-ereduak ondorioztatzeko: konposizioa, dentsitatea, tenperatura eta presioa. Adibidez, Lurraren dentsitate erlatiboaren batezbestekoa (5,5) azaleko arrokena (2,7-3,3) baino askoz handiagoa da. Desberdintasun horrek baieztatzen du sakonagoak diren materialak trinkoagoak direla. Gauza bera erakusten du bere inertzia-une baxuak (0,33 MR2, dentsitate konstanteko esfera batentzat 0,4 MR2 den bitartean). Hala ere, ikusten den dentsitate-gehikuntza hori, ez da guztiz dentsitate-gehikuntza bat, Lurraren barneko konpresioa baizik. Ondorioa da presioak bakarrik ezin duela azaldu dentsitatearen gehikuntza. Kontuan hartu behar ditugu nukleoan dauden mineral trinkoak burdinaz eta nikelez osatuta daudela, gehienez.[19]

 
Abiadura eta muga sismikoak Lurraren barruan uhin sismikoz zehaztuta. Lurra guztiaren barne egitura zehaztuta uhin sismikoak erabiliz. Irudi honetan ikusi ahal da nola lurrikara-uhinak mugitzen diren Lurreko barne egituran.

Lurraren barnealdeko uhin sismikoak berreraikitzeak erakusten du ez dagoela S uhinik  kanpoko nukleoan. Horrekin ondorioztatzen da kanpoko nukleoa likidoa dela, likidoek ez dutelako zeharkatzen. Kanpoko nukleoa likidoa da, eta fluido eroale horren mugimenduak lurraren eremu magnetikoa sortzen du. Lurraren barruko nukleoa, ordea, solidoa da presio izugarriagatik. Kanpoko nukleoa barrukoaz bereizten da Lehmann-eko etenunearekin. Mantuak solido gisa jokatzen du uhin sismikoentzat, baina presioa eta tenperatura altuak direnean deformatu egiten da, eta milioika urtetan zehar likido bat bezala jokatzen du. Mugimendu horrek ahalbidetzen du plaken tektonika. Horretaz gain, mantua silikatoz osatuta dago, gainera lurrazalaren eta mantuaren artean Mohorovičić etenunea dago. Mantuaren geruzen arteko mugak bat datoz fase-trantsizioekin. Aipatu behar da nukleoaren eta mantuaren artean Gutenberg etenunea dagoela.[19]

Lurraren barneko uhin-sismikoen islapenak berreraikitzean hainbat aldaketa nabari daitezke uhinen abiaduran, eta aldaketa horiek Lurreko eremu nagusiak mugatzen dituzte. Eremu nagusiak dira: barne nukleoa, kanpo nukleoa, mantua, litosfera eta lurrazala. Mantua hainbat eremutan banatzen da, hauek goiko mantua, trantsizio eremua, beheko mantua eta D’’ geruza izanik.[18]

Lurraren eredu sismikoak ez du bere kabuz geruzen konposizioa zehazten. Eredu osatua izateko, mineralen fisika behar da, gainera abiadura sismikoak konposizioari buruz jakinarazten digu. Mineralen propietateak tenperaturaren araberakoak dira, eta, beraz, geotermia ere zehaztu behar da. Horretarako, teoria fisikoa behar da eroankortasun termikorako, konbekziorako eta elementu erradioaktiboen bero-ekarpenerako.[18][19]

Erreferentziak

aldatu
  1. ↑ a b c d Sheriff, Robert E.. (1999). Encyclopedic dictionary of exploration geophysics. (3. ed., reprint. argitaraldia) Society of Exploration Geophysicists ISBN 978-1-56080-018-7. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  2. ↑ a b c d (Alemanez) DSM-J. «About IUGG» IUGG (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  3. ↑ a b c d (Ingelesez) «About AGU» AGU (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  4. ↑ a b c d Whipple, F. J. W.. (1930-04). «Lehrbuch der Geophysik. By Dr. B. Gutenberg, with the co‐operation of E. A. Ansel, Freiburg, i. Br., j. Bartels, Eberswalde, H. Benndorf, Graz, A. Born, Berlin, F. Linke, Frankfurt a. M., A. Sieberg, Jena, A. Wegener, Graz, L. Weickmann, Leipzig. Berlin (Gebruder Borntraeger), 1926‐29. 8vo. Pp. XXII 999. Bound 80 RM» Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 56 (234): 200–203.  doi:10.1002/qj.49705623414. ISSN 0035-9009. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  5. ↑ a b c d D. D.. (1970-03). «S. K. Runcorn (Editor in chief) 1967. International Dictionary of Geophysics. Vol. 1: Absolute Time Data from Palaeontology to Jet Stream, p. xi 784 figs. Vol. 2: Katabutic Wind to Zöppritz-Turner Tables and Index, p. xi 785–1728. 2 maps in separate hardbound folder. Pergamon Press, Oxford, London, Edinburgh, New York, Toronto, Sydney, Paris, Braunschweig. Price £45 the set.» Geological Magazine 107 (2): 169–171.  doi:10.1017/s0016756800055540. ISSN 0016-7568. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  6. ↑ a b c d Bedford, R.E.. (1970). «6. Blackbodies as Absolute Radiation Standards» Advances in Geophysics (Elsevier): 165–202. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  7. ↑ Davies, Geoffrey F.. (1999). Dynamic earth: plates, plumes and mantle convection. Cambridge university press ISBN 978-0-521-59067-9. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  8. ↑ (Ingelesez) «What is "Heat Flow"?» www.smu.edu (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  9. ↑ Fowler, C. M. R.. (2005). The solid earth: an introduction to global geophysics. (2nd ed. argitaraldia) Cambridge University Press ISBN 978-0-521-89307-7. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  10. ↑ (Ingelesez) Pollack, Henry N.; Hurter, Suzanne J.; Johnson, Jeffrey R.. (1993-08). «Heat flow from the Earth's interior: Analysis of the global data set» Reviews of Geophysics 31 (3): 267–280.  doi:10.1029/93RG01249. ISSN 8755-1209. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  11. ↑ (Ingelesez) «Seismic wave | Earth’s Interior Structure & Movement | Britannica» www.britannica.com 2024-09-17 (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  12. ↑ Shearer, Peter M.. (2011). Introduction to seismology. (2. ed., repr. with corr. argitaraldia) Cambridge Univ. Press ISBN 978-0-521-70842-5. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  13. ↑ a b Stein, Seth; Wysession, Michael. (2003). An introduction to seismology, earthquakes and earth structure. Blackwell ISBN 978-0-86542-078-6. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  14. ↑ Telford, William M.; Geldart, Lloyd P.; Sheriff, Robert E.. (2004). Applied geophysics. (2. ed., [repr.], transferred to digital print. argitaraldia) Cambridge Univ. Pr ISBN 978-0-521-33938-4. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  15. ↑ a b Merrill, Ronald T.; McElhinny, M. W.; McFadden, Phillip L.. (1996). The magnetic field of the earth: paleomagnetism, the core, and the deep mantle. Academic Press ISBN 978-0-12-491245-8. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  16. ↑ Sainson, Stéphane. (2017). Electromagnetic seabed logging: a new tool for geoscientists. Springer ISBN 978-3-319-45355-2. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  17. ↑ a b Kivelson, Margaret Galland, ed. (2005). Introduction to space physics. (1. publ., transferred to digital print. argitaraldia) Cambridge Univ. Press ISBN 978-0-521-45714-9. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  18. ↑ a b c Poirier, Jean-Paul; Poirier, Jean Paul. (2000). Introduction to the physics of the Earth's interior. (2. ed. argitaraldia) Cambridge University Press ISBN 978-0-521-66313-7. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).
  19. ↑ a b c Lowrie, William. (2006). Fundamentals of geophysics. (1. publ., 7. print. argitaraldia) Cambridge Univ. Press ISBN 978-0-521-46164-1. (Noiz kontsultatua: 2024-11-07).

Kanpo estekak

aldatu
"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=Geofisika&oldid=9961807"(e)tik eskuratuta