2. Жер бедерінің қалыптасуында эндогендік үрдістердің (жанартау атқылау, жер сілкіну) әсері

2.1 Жанартау

Жанартау (лат. vulcanus – от, жалын деген мағынаны білдіреді, ежелгі римдіктердің мифологиясындағы от құдайы ұғымынан шыққан) – Жер қабатының тереңдегі жарылымдары мен жарықтарынан оның бетіне шығатын балқыған тау жыныстары мен ыстық газдардың геологиялық құрамалары. Жанартау - төбесінде шұңқырға ұқсас кратері не ойысы бар, көбінесе конус немесе күмбез тәріздес болып келетін геологиялық түзілім. Ол терендік магмалық ошақтардан жер бетіне лавалар, ыстық газдар мен булар, сондай-ақ тау жыныстарының сынықтарын атқылап тұратын жер қыртысындағы каналдар мен жарықтардың үстінде пайда болады. Атқылау каналдарының пішініне сәйкес жанартауларды орталық және жарықтық деп бөледі. Мұның екеуі де әрекетті, тыныштанған және сөнген болуы мүмкін. Жанартаулық атқылаудың типі, магманың мөлшері мен құрамы жанартаудың пішіні мен биіктігін анықтайды. Оның ең көп тараған типтері: конус тәріздес жанартау (атқыламасында сынық материалдар басым кезінде), күмбез тәріздес жанартау (тұтқыр лаваның сығымдалуы кезінде) және көлбеу қалқан тәріздес жанартау (сұйық лава аққан кезде). Жанартаудың бір рет қана атқылауы кезінде пайда болған түзілімді моногендік жанартау, бірнеше рет атқылаудан пайда болған түзілімді полигендік жанартау деп атайды. Жанартау жылына жер бетіне 5 – 6 км3 жанартаулық материалдар шығарады, оның 80%-ы су асты жанартауларына, 20%-ы құрлықтағы жанартауларға тиесілі

Су асты жанартауы 3 – 4 км тереңдіктегі лавалық жарықтардан тыныш күйде шығып жатады, бірақ оларды тікелей бақылау мүмкін емес. Жер үсті жанартаулары атпа өнімдерінен құралады, ол орталық кратері бар конус пішінді тау түрінде болады. Сөнбеген жанартаулардың ең жоғары салыстырмалы биіктігі – мұхиттарда 9 км, аралдарда 6 км, таулы өңірлерде 3 км-ге жетеді. Жердегі сөнбеген жанартаулардың орташа биіктігі 1750 м, көлемі 85 км3.

Кесте-1. Дүние жүзіндегі ірі жанартаулар

Жанар таулар	Биіктігі, метр	Жанар таулар	Биіктігі, метр
Еуразия:		Солтүстік Америка:
Ключевск шоқысы	4750	Попокатепель	5452
Фудзияма	3776	Мон - Пеле	1392
Этна	3340	Оңтүстік Америка:
Авачин шоқысы	2741	Котопахи	5896
Гекла	1491	Австралия, Океания:
Везувий	1277	Мауна – Лоа (Гавай аралдары)	4170
Стромболи	926	Руапеху (Жаңа Зеландия)	2796
Кракатау	813	Антарктида:
Санторин	504	Эребус (Росса аралы)	3795
Африка:
Меру	4567
Камерун	4070

Жанартаулар сөнбеген, потенциалды сөнбеген, шартты түрде сөнген және сөнген болып жіктеледі. Сөнбеген жанартауға соңғы 3500 жылғы тарихи кезеңде атқылаған не ыстық газдар мен су шығарған жанартаулар жатады, олардың жалпы саны 947 (2008). Потенциалды сөнбеген жанартауға 3500 – 13500 ж. ішінде байқалған голоцен дәуірінің жанартаулары жатады, олардың саны 1343. Голоцен дәуірінде ешқандай әрекет көрсетпеген, бірақ өзінің сыртқы пішінін сақтап қалған жанартаулар шартты сөнген жанартауларға жатады. Эрозияға шалынған, жартылай үгіліп, бүлінген және кейінгі 100 мың жылдан астам уақытта ешқандай әрекет жасамаған жанартаулар сөнген жанартау деп аталады. Жанартау шығу жолдарына байланысты орталық және жарықшақты болып бөлінеді. Магманың шығу тереңдігіне қарай жанартау мантиялық (30 – 70 км және одан да терең), қыртыстық (5 – 45 км) және аралас болып бөлінеді. Бірінші жағдайда базальт жынысы, екінші жағдайда басым көпшілігі андезит, дацит, липарит тау жыныстары, үшіншісінде барлық жанартаулық тау жыныстары шығады. Сөнген жанартау– көбіне қираған не шайылған, тарихи кезеңде белсенділігі білінбеген жанартау. Сөнген жанартауға кратері шайылып, Бүліне бастауы, беткейлерінде терең барранкостар пайда болуы мен құрылысының қирауы тән. Кейбір сөнген жанартау кейде қайта атқылайды. Мысалы,Камчаткадағы Безымянный жанартауы 1955 жыл әрекетін жандандырған. Әрекетті жанартаулар алаңында орналасқан сөнген жанартау ұйқыдағы жанартау деп аталады. Жанартаулардың атқылауы - Жер қабығындағы жарықтар мен каналдар бойымен ыстық газдардың, су буының, тау жыныстары сынықтарының, күлдің жәнелаваның Жер қойнауынан аспанға атылуы. Жанартау атқылаған кезде аспанға атылған шаңнан атмосфера қарауытады. Күн радиациясы бәсендейді және жарық азаяды. Ауа ағыстарымен атмосфераның жоғарғы қабаттарында таралған жанартаулық ұлпа шаңдардан (күлден) оның атылған тұсында ғана емес, тіпті одан өте шалғай жерлерде аспанда шапақтың басқаша қызыл түсті оптикалық құбылысы болады. Жанартаулардың атқылауынан стратосфера мен мезосферадағы бұлттарпайда болады.

Жанартаулық тау жыныстары, вулканиттер – жанартау атқылауынан пайда болған тау жыныстары. Атқылау сипатына байланысты жыныстардың 2 типі түзіледі: эффузивті тау жыныстары және пирокласты жыныстар (жанартау күлі, құм, туфтар, туфты брекчий). Жанартаулық тау жыныстары қалыптасу жағдайына қарай эффузивті, экструзивті, жанартаулық-кесекті, жанартаутекті-шөгінді болып ажыратылады. Эффузивті тау жыныстары магманың лава күйінде жер бетіне ағып шығып қатаюынан қалыптасады. Олардың пішіні лаваның тұтқырлығы мен сол ауданның жер бедеріне байланысты күмбез, конус тәрізді төбелер болып қалыптасады.Экструзивті жыныстар тұтқыр магманың сығылып шығып, күмбез пішінді болып қатаюынан пайда болады. Эффузивті жыныстардың сыртқы пішіні қатты өзгерген көне түрлері палеотипті, ал пішіні сақталған жасырақтары кайнотипті жыныстар деп аталады. Жанартаулық-кесекті жыныстар эффузивті кесекті, эксплозивті кесекті және шөгінді жанартау кесекті болып бөлінеді. Эксплозивті кесекті жыныстар түгелдей жанартаудың атқылау өнімдері – пирокластардан тұрады. Жанартаулық тау жыныстары Қазақстанның барлықаймақтарында кеңінен тараған: олармен темірдің, полиметалдың, мыстың, марганецтің, күкірттің, алтынның және басқа да элементтердің кендері бірге кездеседі. Құрылыс материалы ретінде кеңінен қолданылады. Жанартаутекті шөгінді кендерге силикаттар мен карбонаттардан, оксидтер мен гидроксидтерден тұратын темір мен марганецтің аса қалың қабаттары, құрамында темір, мыс, мырыш, кейде қорғасын сульфиттері және барит пен гипс болатын колчедан кентастары жатады. Мұндай кендер барлық геологиялық жүйелерде кездеседі. Жанартаутекті шөгінді кендерге Орталық Қазақстанның темір-марганец, Кенді Алтайдың полиметалл кен орындары жатады.

Сурет 1. Жанартаудың құрылысы

1 - кальдера, 2 -сомма, 3 -конус, 4 - өзегі (кратер). 5 – өзек ауызы, 6 -лава толқыны, 7 - вулкан ошағы

Эффузифтік магматизм Вулкандық процесс үш сатыға бөлінеді: бастапқы (субвулканды), басты (оны жанартау атқылауы дейді) және ақырғы (фумаролды). Субвулканды саты. Жердің жоғарғы мантиясында күшті қызудан.

Эндогендік процестер – Жердің ішкі энергиясына, ауырлық күшіне және Жер айналған кезде пайда болатын күштерге байланысты оның қойнауында жүретін геологиялық процестер. Эндогендік процестерге радиоактивті заттардың ыдырауы, әр түрлі химиялық реакциялар және жер қыртысының астындағы массалардың өзгеруі және т.б. жатады. Эндогендік процестер тектоникалық қозғалыстар (жер қыртысының баяу көтерілуі мен төмендеуі, қатпарлану, бедердің ірі элементтерінің пайда болуы, жер сілкіну), вулканизм процестері (магманың көтерілуі, бедердін жанартаулық пішіндерінің құрылуы мен жанартаулардың атқылауы), таужыныстарының метаморфизмі және пайдалы қазбалар кенорындарының қалыптасуы түрінде көрініс береді. Эндогендік процестер жер бетінің морфоқұрылымына себепші болады және экзогендік процестермен бірге Жер бедерінің қалыптасуына қатысады

Эндогендік күштердің әсерінен жердің бір тұсы көтеріліп, тау мен қыраттар түзіледі, ал екінші тұсында төмен майысып, ойпаттар пайда болады. Жанартаулар жер бетінде кең тараған. Қүрлықтан басқа, жанартау пішіндері, жоғарыда айтылғандай, мұхит түбінде де бар. Кейінгі зерттеулердің мәліметтеріне қарағанда, тек Тынық мұхит ауқымында 3 мыңнан астам суасты жанартаулары кездеседі. Жер үстінде жанартаулар біркелкі тарамай, белгілі бір зоналарға жинақталған. Осы белдеудің біреуі негізінен бойлық, меридиандық бағытта Солтүстік және Оңтүстік Американың батыс жағалауларында орын алған. Екінші зона Тынық мұхиттың батыс жағалауындағы аралық иіндерге шоғырланған. Жалпы айтқанда, Тынық мұхит шеңбері жұқа мұхиттың қыртысы мен құрлықтың қалың қыртысының жапсарын шектейді. Белдеудің мұхит жағындағы тереңдігі 7 км-ден 11 км-ге дейін жеткен терең науалар, ал құрлық жағында биік тау жоталары (Кордильер-Анды) немесе арал иіндері (Курил, Жапон, Филиппин, Тайвань) орналасқан. Осылардың пайда болуы мұхит пен құрлық жапсарында материкке қарай еңкіш құлап, терең жер ментиясына дейін жеткен мұхиттан тектоникалық жарылымдарға байланысты. Мұндай терең және көлбеу жатқан сейсмоактивті жарылымдарды 1938 жылы жапон сейсмологы К.Вадати ашқан. 1946 жылы совет ғалымы академик А.Н.Заварицкий осы жарылымдардың бойымен Тынық мұхиттың отты шығыршығы деген жанартау белдеуі орын тепкенін көрсетті. 1949 жылы американ сейсмологы Х.Беньофф бұның толық сипаттамасын берген. Қазір солардың құрметіне мұны Вадати-Беньофф-Заварицкий зонасы деп атайды. Осы тектоникалық жарылымдарды бойлап мұхиттық тақта (плита) төмен қарай құрлық астына ығысады. Сонда мантияға кірген мұхит қыртысы балқып, базальт құрамды магма береді. Сол магма қысымнан көтеріліп, жанартаулардың тізбегін құрайды.

Үшінші жанартау белдеуі ― Жерорта теңізінен Индонезияға дейін созылған ендік бағыттағы белдеу. Бұл кайназой эрасының соңында жойқын Альпі қатпарлану әрекетінен пайда болған. Қазіргі заманда тау қатпарлану процестері бәсеңдеген. Белдеудің орта шегіндегі Карпат, Кавказ, Қарақорым тауларында жанартаулар сөнгенімен, оның батыс (Везувий, Этна) және Шығыс жағында (Кракатау, Тамбора т.б.) жанартаулар қазіргі заманға дейін атқылап тұр. Атлант белдеуін құрған, осы мұхитың орталық жотасында орналасқан төртінші жанартау белдеуі бар. Мұнда тектоникалық жарылымдар бойымен тізелген жанартаулардың көбі су астында атқылайды.

Бойлық бағытта созылған Шығыс африка жанартау белдеуі құрлықтық рифтер жүйесінің терең тектоникалық жарылымдарымен байланысты. Бұл белдеудің жанартаулары қазіргі заманда сөнген. Сондай-ақ сөнген жанартаулар Байкал ойпаңының маңында және Қытайдағы Санганхә аңғары мен Хинган ауларында кездеседі.

2.2 Жер сілкіну

Жер сілкінісі- жер қыртысы немесе мантия бетінің кенеттен қозғалуы нәтижесінде және тығыз тербеліс түрінде үлкен қашықтыққа берілетін жер асты дүмпулері мен жер бетінің тербелісі. Жер қыртысындағы сейсмикалық толқындар тарайтын нүктені жер сілкінісінің ішкі кіндігі деп атайды. Жер сілкіну ішкі кіндігінің ең қысқа қашықтықтағы жер бетінің орнын жер сілкіну кіндігі деп атайды. Жер сілкінудің қарқындылығын 12 баллдық сейсмикалық шкала бойынша (MSK-86) бағалайды, ал жер сілкінудің энергетикалық санаты үшін магнитуданы пайдаланады. Жер сілкіну шартты түрде әлсіз (1-4 балл), күшті (5-6 балл) және қирататын (8 және одан да көп) деп бөлінеді.  Жер сілкінісі кезінде шынылар сынады және ұшады, сөреде жатқан заттар құлайды, кітап сөрелері мен аспа шамдар шайқалады, төбенің балшығы құлайды, қабырғалар мен төбелерде сызаттар пайда болады. Бұның барлығы қатты шуылмен бірге болады. 10-20 секунд сілкілегеннен кейін жер асты дүмпулері күшейе түседі, нәтижесінде ғимараттар мен құрылыстар қирай бастайды. Барлығы он шақты күшті дүмпулер бүкіл ғимаратты қиратады. Жер сілкінісі орта есеппен 5-20 секундқа созылады. Сілкініс ұзаққа созылған сайын зардаптар ауырлау болады. Сахалин облысының Нефтегорск қаласындағы жер сілкіну кезінде (1995 ж) қираған қала үйінділерінің астында 2000 адам мерт болды.

Жер сілкіну (араб тілден ескірген сөз зілзала араб.: زلزال‎, ағылш. earthquake) — жер асты дүмпуі күштерінің әсерінен Жердің беткі қыртысының тербелуі.

Жер сілкінісін сейсмология ғылымы зерттейді. Оның туындауына және дамуына байланысты құбылыстарды сейсмикалық құбылыстар деп атайды.

Пайда болу тегіне қарай жерсілкіну жанартаулық, денудациялық және тектоникалық болып бөлінеді.

Жанартаулық жерсілкіну қазіргі жанартаулар әрекет ететін аудандарда дамыған.

Денудациялық жерсілкіну таулы аудандардағы тау жынысы массаларының шатқалдарға құлауынан, жер асты қуыстары мен карст үңгірлерінің опырылуынан және ірі жылжымалардың ықпалынан туындайды.

Тектоникалық жерсілкіну литосфераның жекелеген блоктары өзара қозғалысқа келгенде, Жер қойнауында ұзақ уақыт бойы жинақталған механикалық энергияның қысқа мерзімде шұғыл босанып шығуына байланысты болады. Мұндай жерсілкіну — Жер қыртысында ұзынынан созылған жарылымдар жасайды. Жарылым қанаттары ығыстырушы жазықтық бойынша бір-бірімен салыстырғанда, лездік жылдамдықпен ығысуына байланысты, босанып шыққан энергия серпімді тербелістер, яғни сейсмикалық толқындар түрінде жан-жаққа таралады.

Сейсмикалық толқындар таралуына қарай  қума, көлденең және беттік толқындар болып үшке бөлінеді.

Сейсмикалық толқындардың таралу жылдамдығы тау жыныстарының құрамына, құрылымына және физикалық жағдайына байланысты болады. Қума толқындардың таралу жылдамдығы 5 – 6 км/с, көлденең толқындардікі 3 – 4 км/с. Сейсмикалық толқындар

туындатушы жарылымдардың ұзындығы бірнеше км-ден (1966 жылғы Ташкент жерсілкінуінде – 8 км) жүздеген км-ге (1960 жылғы Чилидегі жерсілкіну) дейін жетеді. Ал 1957 жылғы Гоби Алтайындағы жерсілкінуде жалпы ұзындығы 700 км-дей жарылымдар жүйесі пайда болған.

Жер қыртысында немесе мантияның жоғары бөлігіндегі тау жыныстарының лездік қозғалысқа келуінен жер асты соққысы туындаған орынды жерсілкіну ошағы, ошақтың тереңдіктегі орнын гипоцентр, Жер бетіндегі проекциясында орналасқан ауданды эпицентр деп атайды.

Жер қойнауындағы орналасу тереңдігіне қарай жерсілкіну Жер қойнауындағы орналасу тереңдігіне қарай:

• Жер бетіне жақын (тереңдігі 10 км-ге дейін),

• орташа немесе қалыпты тереңдіктегі (10 – 60 км),

• аралық (60 – 300 км) және терең фокусты (300 км-ден терең) болып жіктеледі.

Ең көп тарағаны жақын және орташа (Ашхабадта жерсілкінудің тереңдігі 15 — 20 км, Ташкентте 5 — 10 км, Спитакта10 — 15 км болған) тереңдіктегі жерсілкінулер. Терең фокусты жерсілкіну өте аз тараған(Қиыр Шығыста, Тынық мұхиттың жағалауындағы жерсілкінудің гипоцентрі 600 — 700 км тереңдікке жеткен). Жерсілкіну гипоцентрі теңіз бен мұхиттардың астында да орналасады. Оларды теңіз сілкінуі деп атайды. Бұл құбылыстардың нәтижесінде цунамипайда болады.

Жерсілкіну ұзақтығы бірнеше секундтан бірнеше айға (кейде жылға) дейін созылады. Механикалық кернеу күшінің біртіндеп шығуына байланысты, жер асты дүмпулері қайталанып отырады. Әдетте, алғашқы күшті дүмпуден кейін, әлсіз дүмпулер тізбегі жалғасады. Оларды афтершоктар деп, ал дүмпу білінген уақыттың барлығын жерсілкіну кезеңі деп атайды. Афтершоктар негізгі дүмпуден соң 3 – 4 жыл бойы жалғасуы мүмкін. Мысалы, 1887 ж. Алматыдағы(Верный) жерсілкіну кезінде 600 дүмпу болғаны тіркелген.

Қазіргі кезде адамның табиғи ортаға ауқымды әсер етуіне (кентас, мұнай, газ бен жер асты суларын көп мөлшерде алуы, ядролық жарылыстар, ірі су қоймаларын жасау, т.б.) байланысты техногендік жерсілкіну мүмкіндігі де арта түсуде.

Сейсмикалық есептеулер бойынша, орташа алғанда Жер шарында жылына 1 – 2 апатты (күші 10 балдан жоғары), 9 – 15 жойқын, 50 – 100 қиратушы, 300 – 500 өте күшті жерсілкіну болады.

Жерсілкіну, өте сезгіш аспаптар – сейсмографтармен жабдықталған сейсмикалық стансаларда зерттеледі.

Жерсілкінудің геологиялық жағдайларын зерттеу алдағы уақытта жерсілкіну болуы мүмкін аймақтарды және жерсілкіну болмайтын аймақтарды алдын-ала анықтауға мүмкіндік береді. Осының негізінде сейсмикалық аудандау жүзеге асырылады.

Қазіргі кезде Жер шарының сейсмикалық картасы жасалып, басты екі сейсмикалық белдеу бөлінген:

• Тынық мұхиттық белдеу — Тынық мұхитының батыс және шығыс жағаларын айнала орналасқан. Бұл белдеуге жас қатпарлы таулар (Альпі, Апеннин, Карпат, Кавказ, Гималай, Кордильерлер, Анд, т.б.), сондай-ақ, құрлықтардың су асты шеттерінің жылжымалы белдемдері (Тынық мұхитының батыс шеттері, Алеут , Куриль, Жапония, Малайя, Жаңа Зеландия, т.б. аралдар, Кариб, Кариб , т.б. теңіздер) кіреді. Бұл белдеуде барлық жерсілкіну болатын ошақтардың 68%-ы орналасқан.

• Жерорта теңіздік белдеу — Еуразияның оңтүстік арқылы, батыста Португалия жағаларынан, шығыста Малайя аралдарына дейін созылады.Бұл белдеуде жерсілкіну болатын ошақтардың 21%-і орналасқан.

Жерсілкіну ошақтарының белгілі бір географиялық аудандарда ғана орналасуы Жердің геологиялық даму ерекшеліктеріне байланысты.

Қазіргі кезде жерсілкіну күшін бағалау үшін оның қирату әрекеті мен адамдардың психологиялық сезіміне тікелей бақылау арқылы түзілген 12 балдық сейсмикалық шкала қолданылады. Күшті жерсілкіну үлкен апат әкелетіндіктен, ол басқа табиғи құбылыстардың барлығынан қатерлі. Жерсілкіну қай аймақта болатынын болжау шешілгенімен, оның қашан және күші қандай болатыны әзірше толық шешімін тапқан жоқ.

Жерсілкінуді жабайы аңдар, жәндіктер мен үй жануарлары ерте сезетіндіктен, олардың мінез-құлқына қарап, бұл құбылысты болжауға болады.

Сурет 2. Жер сілкіну ошағы мен белдеулері