GiRİŞ. ÜMumi geodinamiKA. Yerin təKİNİ petrofiZİKİ VƏ geokiMYƏVİ XÜsusiYYƏTLƏRİ

Nüvənin Geodinamikası

Nüvənin ehtimal olunan ayrılma mexanizimləri.

İlk bircinsli Yerin dəmir oksidli nüvəyə və sferik qat şəklində olan əsasən silikat tərkibli xarici qabığa ayrilması, Yerin planet kimi inkişafı zamanı onun mantiya maddəsində kimyəvi tərkibə və sığlığa görə intesiv differensiallaşmasının baş verməsini göstərir.

Fiziki baxımdan O.Q.Soroxtinə görə (1974,1979) yer maddəsinin sıxlığa görə təbəqələnməsinin iki səbəbi ola bilərdi:

-zonal ərimə mexanizmi ilə müşayət edilən çökmə ( sedimentasiya) prosesi.

-konveksiya ilə müşayət edilən sərhadyanı D" qatinda nüvə madəsinin kimyəvi-sıxlıq differensiallaşması hesabina hetrogen ayrilması prosesi.

Sedimentasiya prosesinin inkişafi ilə Yerin təbəqələnməsinə sərf olunan vaxt aşağıdaki nisbətlə qiymətləndirilir.

T=Hm/Vsd
r- çökən hissəciyin radiusu(1 km)

g-ağılıq qüvvəsi təcili

Ƞm –mantiyanin orta özüllüyü ()

Δ – nüvə ilə mantiya arsinda sıxlıqlar qradienti(5 )

Burada Hm –mantiyanin qalınlığı; Vsd - sedimentasiya ( çökmə) sürəti. Müasir məlumatlara görə üst Mantiyanın özüllüyü 10¹⁹- 10²² puaz arasinda dəyişir . Alt Mantiyanin özüllüyü isə daha coxdur və 10²³-10²⁶ puaz təşkil edir. Təbiidir ki, mantiyanin özülülüyünün belə yüksək qiymətləri ilə orada sedimentasiy prosesi çox ləng getməli idi. O.Q.Soroxtin görə hətta əgər ağır maddə hissəciklərinin radiusu 1 km, sıxlıqlar fərqi Δp =5q/sm³ olarsa orta özlülük isə Ƞm =10²³ puaz olduğu halda , Yerin təbəqələnmə vaxti-10¹⁴ ilə bərabər olur. Bu isə təxminən 10⁵ (1000 min ) dəfə Yerin həqiqi yaşindan artiqdir. Sedimentasiya prosesini təcilləndirən A.P.Vinaqradovun (1967) təklif etdiyi metallarin zonal ərimə mexanizmi ola bilərdi. Zonal çubuq şəklində olan maddənin daxilində ensiz ərimə zonasının yaranması və onun çubuq boyu müəyyən istiqamətdə hərəkət etməsi deməkdir. Lakin mantiyada T-un paylanması adiabatik prosesə tabe olduğundan onun daxilində zonal əriməsi baş verməsi qeyri mümkündür. Çünki adiapatik proses zamanı xarici nüvələrə qarşı görülən iş daxili enerjinin azalması hesabina baş verir. Digər tərəfdən mantiya yüksək özüllüyə malik olduğundan, differensiallaşmanın sedimentasiya mexanizmi mantiya ilə nüvə arasindakı kəskin sərhədi yarada bilməz. Belə sərhəddin olması onu göstərir ki, nüvənin artması yalnız onun səthində baş verən kimyəvi – sıxlıq differensiallaşma kimi hetregon prosesin nəticəsi olar. Bu proses mantiya maddəsindən artıq birvalentliyə çevril dəmir oksidinin ayrilması ilə nəticələnir. Bu zaman mantiyada əmələ gəlmiş konvektiv cəryanlar nəqledici rol oynayaraq , nüvənin səthinə daimi yəni mantiyya maddəsi gətirirlər və eyni zamanda orada artıq differensiallaşmanı keçmiş maddəni uazqlaçdırırlar.

Zonal ərimə mexanizmi yer təkində o vaxt fəaliyyət göstərə bilər ki, orad temperaturqradiyen əhəmiyyətli dərəcədə adiabatik qradiyentdən üstün olsun mantiya madəsinin özü isə ərimə halina yaxin olsun. Alt mantiya üçün bu iki şərt yerinə yetrilməzdir, cünki mantiya maddəsində baş verən konvektiv ceryanlar hesabina mantiyad daimi olaraq münasib dərinlikdə slikatlarin ərimə temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə (500-1500ͦ ⁰C) az mütləq qiymətlərə malik olan və daimi olaraq adiabatik paylanan temperatur şəraiti mövcuddur. Adiabatik proses zamanı sistem nə kənardan istilik alir nə də kənara istilik verir.

Nüvəsinin heterogen diferensiallaşma prosesi vasitəsi ilə əmələ gəlməsi ümumi halda aşağdakı kimi təsəvvür edilir.

Mantiyada sərt termobarik şəraitdə əksər slikatlarin oksidlərə ₄Yaxinlaşir. Əgər sülb məhlulda komponentlərin krisatalik qurluşu fərqlidirsə, təzyiq artdiqca onlarin qarişması azalır. Bu isə ehtimal etməyə imkan verir ki, dəmir oksidli sülb slikat məhlullar yüksək təzyiqdə (p₁= 130kbar) parçalanaraq bir sıra və o cümlədən həmin şəraitdə bir valentliliyə dəmir oksidindən ibarət dəmir oksidindən (Fe₂O) ibarət mikrokalsitlərə cevrilir. Nüvəninkütləsinin və ölçüsünün artması isə yalniz maye halda olan dəmir oksidinin diffuziyası hesabina baş verir. Bu o vaxt mümkündür ki, sistemin adiabatik örtüyü olsun. Yerə gəldikdə yer qabığına onun örtüyü kimi baxmaq olar, çünki Yerin əsas istilik itkisi yalniz onun səthi üzrə baş verir.

Fe₂SiO₄ Fe₂O+SiO₂+O 2Fe₂O 4Fe+O₂

Dəmir okisdinin difuziyası isə, sasən mantiyanin daban istiqamətində gedərək orad onun qatlığının artmasina səbəb olur. Eyni zamanda məlum olduğu kimi Yerin xarici nüvəsində dəmir oksidi ərimiş haldadır.ona görə gözləmək olar ki , Alt mantiyanın Fe₂O tərkibli mikrokristalitləri də mayə fəzadadır. Belə halda konveksiya məruz qalan mantiya maddəsinin üfüqi hərəkəti, ərimiş halda dəmir oksidi ayrilan sahələrdə (Fe₂O) baş verəcək. Nəticədə alt mantiya maddəsi onun dban zonasinda fluyidal vəziyyətdə olmalıdır. Bu vəziyyətdə olan maddə ikifazalı tərkibə malikdir, yəni çətin əriyən slikat əsaslı dənəciklər arası boşluqlar ərimiş bir valentli dəmir oksidi ilə doldurulmuşdur. Beləliklə alt mantiyanın dabaninda, xarici nüvə ilə sərhəddə qalınlığı 200 km-ə çatan keçid D" ( Berzon qatı) qatı yaranmışdır.

Konvektiv cəryan hesabına nüvə səthinə çatan mantiya maddəsi mayə «xarici nüvə maddəsi»ilə bilavasitə təmasda olur. Bu zaman konvektiv cəryanlar altinda mantiya cıxıntıları , yaxud enən cəryanlarin kökləri yaranır. Onlar nüvəyə batmiç olurlar. Qalxan cəryanlarin altinda isə əksinə nüvə səthinin qalxması baş verir. Mantiya çıxıntıları (Δhmç ) Arximed qüvvələrinin yaratdığı əlavə təzyiqə (ΔP ) məruz qalmalıdırlar:

ΔP= ½Δhmç gΔρmç Δρmç= ρm—ρn

Burada g nüvənin səthində ağırlıq qüvvəsinin təcilini, Δρmç mantiya nüvə arsindakı sıxlıqlar fərqi, Δhmç = 10 km olduqda əlavə təzyiqin (ΔP) qiyməti kifayət qədər böyükdür- 10din/sm² buna görədə belə intensivliyə malik əlavə gərginliklərin təsiri altinda mantiya çıxıntılarinda sürüşmə deformasiyalari yaranaraq daimi saxlanacaq. Bu deformasiyalar nüvə səthində əmələ gəlmiş girinti, çıxıntıları düzəltməyə və mantiya cıxıntısı maddəsinin ətrafa yeni qalxan cəryanlar istiqamətində yayilmasina çalşacaqlar. Nəticədə bu yolnan konvektibu yolnan konvektiv cəryanlarin üfüqü qolu yaranaraq konvektiv hüceyrəni nüvə səthində qapamış olur.

Nüvə səthi üzrə mantiya maddəsinin axma sürəti sabit deyil. Bu sürət enən və qalxan cəryanlarin mərkəzində yəni nüvə səthinin ekstermal yüksəkliklərində minimaldir eyni zamanda həmin enən və qalxan cəryanlar arasinda sürət maksimaldır (Vmax) . Enən cəryanlar altinda olan laylarda daartilma gərginlikləri yaranır və nətiçədə onlarda mikroçatlar yaranacaq və sonuncular bir valentli dəmir oksidi ilə (Fe₂O) doldurulacaqlar. Nəticədə həmin dəmir oksidi nüvə maddəsinə birləşəcək və beləliklə Yerin nüvə qravitasiya differansiallaşmasl prosesi hesabına dəmir oksidi və dəmir ilə qidalanadırılacaq.

Alt mantiyanin sərhədyani D" qatinda gedən proseslər nəticəsində nüvəyə yalniz onun səthinə yaxın və azad olan dəmir daxil ola bilər. Onun dəmir oksidinin əsas hissəsi ilə mantiya maddəsində qalaraq, yenidən konvektiv axinda iştirak edəcək.

Nüvəyə gəldikdə bəzi tədqiqatcılarin fikrincə onun daxilində olan T və P paylanmasına görə orada davamli təbəqələşmə baş verməlidir, bu da istilik konveksiyasını bütövlüklə inkar edir. K.V.Artyuşkova (1979) görə nüvə mantiya nüvə sərhəddində ayrılmış ağır material maye halinda olan xarici nüvədə çökərək daxili nüvəyə birləşir. Ağır materialin hərəkəti nəticəsində xarici nüvədə enən (konvektiv) cəryanlar yaranir. Onlar ağır materialin sakit mayedə adi çökməsindən fərqli olaraq onun daha tez daxili nüvəyə enməsini təmin edirlər.

Bəzi hesablamalar görə daxili nüvəyə ildə təqribən 3x10²⁶ q kütlə əlavə olunur. Həmin kütlənin nüvəyə enməsi üçün sərf olunan iş

A≈5

qədər qiymətləndirilir. Xarici nüvənin konvektiv cəryənlarının yaratdiqları geomaqnit sahəsini saxlamaq üçün bu kımiyyət böyük əhəmiyyət kəsb edir.


YERIN TEKTONIK FƏALLIĞININ NÜVƏNİ

YARADAN PROSESLƏRLƏ ƏLAQƏSİ

Yer haqqına müasir təbiət elmlərinin əsas problemlərindən biri dərinlik və səthi proseslərin qarşılıqlı əlaqəsidir.

Mantiyada başverən konvektiv cərəyanlar(KC)ilə Yer səthinə yaxın qatlarda baş verən tektonik hərəkətlər arasında bilavasitə əlaqənin olması haqda hal-hazırda kifayət qədər sübutlar var:

Qitələrin hərəkəti,okean qabığının cavan olması,qlobal rift sisteminin olması,qlobal sıxılma proseslərin baş verməsi,yəni subduksiya və kolliziya proseslərinin varlığı və s.

Rift zonalarında mantiya maddəsi Yer səthinə çıxaraq,okean qabığı əmələ gətirir.Burada hər yeni okean qabığı zolağı yarandıqca,onun eninə münasib olaraq,rift zonasında üz-üzə duran Litosfer plitələr bir-birindən aralanırlar.Okean plitələrin əks tərəflərində subduksiya zonalarında isə onlar qitə plitəsinin altına enərək,astenosferə batırlar.Bundan əlavə başqa amillər də var.Sübut edilib ki,Yer səthində baş verən tektonik hərəkətlər onun daxilində fəaliyyətdə olan KC-lar tərəfindən yaradılır.Sonuncular isə öz növnəsində nüvəni yaradan və onu inkişaf etdirən qravitasiya differensiallaşması prosesinin nəticicəsidir.

O.Q Soroxtinə görə (1979)mantiyada konvektiv kütlə mübadiləsində iştirak edən madddənin miqdarı nMm hasili ilə təyin edilir,burada n-t zamanı ərzində nüvə səthində differensiallaşmanı keçmiş mantiya maddəsinin kütləsi səciyyələndirən əmsaldır,Mm-isə mantiyanın küləsidir.

Əgər bütün mantiya maddəsi nüvə səthində olub differensiallaşmanı keçərsə,onda nMm=Mm olar.Belə olduqda,hər konvektiv dövr ərzində n parametri tam vahid qədər artır və n-in mənası isə T zamanı,yəni Yerin geoloji tarixi ərzində tam konvektiv dıvrlərin sayı deməkdir.

Konvektiv dövrün müddəti (T) təyin etmək üçün O.Q.Soroxtin (1972) hesab edir ki,Yer səthində baş verən tektonik dövrlər mantiyanın konvektiv dövrlərinə uyğun gəlməsi ehtimal etmək olar.Belə olduqda K dövrü fanerozoyun tektonik dövrlərinin təxminən orta qiymətinə bərabər olacaq yəni,K=1,5 10 ildir.Bu zaman hazirki vaxta kimi baş vermiş tam konvektiv yəni nəzəri dövrlərin sayı A=22,7 olur (Yerin planet kimi inkişafda olduğu vaxt 3,4 mlrd.il qəbuk edildikdə)

Empirik məlumatlarla,yəni ümumi qəbul edilmiş tektonik epoxa və dövrlərin yaşları (V.Y.Xain,1971) nəzəri asılılığın müqayisəsi ümumi halda yaxşı uyğunlaşır.Yalnız 1060 və 530 mln.illər arasında geoloji zaman ərzində altı nəzəri konvektiv dövrdən ikisi artıq gəlir,çünki empirik məlumatlara görə bu zaman intervalında dörd tektonik dövr vardır:Qrenvil,Deli,Baykal və Salair.Düzəliş tektonik dövrlərin müasir sayına düşür və beləliklə tektonik dövrlərin müasir sayı

=21,5-dir

Naticədə müasir ALP tektonik dövrü 22ci alınır.

Konvektiv dövrün uzunluğu və ümumi nəzəri sayı nüvə səthində gedən və nüvə maddəsini ayıran heterogen reaksiyanın sürətindən asılıdır.Reaksiyanın sürəti isə T və P-dən asılıdır.Nüvənin böyüməsi və radiusunun artması ilə əlaqədar heterogen reaksiya geden zonada müəyyən bir dövrdən sonra T və P azalmalıdır,bu isə öz növbəsində heterogen reaksiyanın sürətinin azalmasına səbəb olacaq.Digər tərəfdən nüvə böyüdükcə onun səthində baş verən kimyəvi sıxlıq mübadiləsi prosesinin Yer təkinin daha dayaz və bununla bağlı nisbətən kiçik temperatur (T) və təzyiq (P) şəraitində,deməli daha kiçik sürətlə getməsidir.Erkən arxeydə (3 10 il əvvəl)Yerin orta tektonik fəallığı nisbətən zəif idi,baxmayaraq ki,tədrican artırdı.Yerin geoloji inkişaf dövrü ərzində maksimum konvektiv kütlə mübadiləsi 1,7-1,8 10 il bundan evvel Karel tektomaqmatik dövründə baş vermişdir. Yəni Karel tektonomaqmatik dövrü ən güclü tektonomaqmatik proseslər ilə səciyyələnir və KAREL DİSTROFİZMİ adlanaraq Yerin geoloji inkişafında çox mühüm əhəmiyyət kəsb etmişdir.V.Y.Xainin məhz o zaman qitə qabığının ən iri kütlələri yaranaraq sonradan müasir qitələrin özülünü təşkil etdilər.Hazırki vaxtda Yerin orta tektonik fəallığının azalması müşahidə edilir və gələcəkdə bu hələ davam edəcəkdir.Lakin hesablamalar göstərir ki,Yerin tektonik inkişafı hələ uzun müdət davam edəcək.

Yer soyumağa başlayana qədər 7 tektonik dövr keçməlidir.

Yer əmələ gəldiyi zamanT-ru çox aşağı olduğundan və ilk Yer qabığını plitələrə bölmək üçün konvektiv hərəkətlərin fəallığı kifayət qədər olmadığından,nə ayrı-ayrı plitələr var idi,nədə onların qarşılıqlı yerdəyişməsi baş verirdi.Deməli,o zaman qitə qabığını yaradan və mantiyanı qazsızlaşdıran hərəkətlər də inkişaf etmirdi.Tektonik cəhətdən Yer passiv planet idi,onun səthi hidrosfer və atmosferdən məhrum idi.Görünür yalnız 3,4 10 il əvvəl,Belozersk tektono-maqmatik dövründə,Yerin litosfer qatının möhkəmlik səddi keçilmişdir.Belozersk tektonomaqmatik dövründən başlayaraq Yerin tektonik inkişafı elə bir yolla getdi ki,o müasir Yer qabığının hidrosfer və atmosfer qatlarının əmələ gəlməsinə səbəb oldu


MANTİYANIN GEODİNAMİKASI

Sülb mühitin reologiyası haqqında ümumi məlumat

Mantiya maddəsinin hərəkəti Yerin dərinliklərində çox mürəkkəb olduğundan, o münasib reoloji modellərlə təsvir edilir.

Reologiya: Yüksək özüllü və sülb halında olan maddələrin axıcılığı haqqında elmdir fiziki mexanikanın bir bölməsidir. Bu elm yüksək özüllü mayelərin və sülb maddələrin süxurların axıcılığını öyrənməklə məşqul olub.

Normal şəraitdə (atmosfer təzyiqi və otaq T-u şəraiti) əksər süxurlar sülb halındadırlar və bu səbəbdən də bütün sülb halında olan kövrək cisimlər onların kövrək dağılması baş verməyincə özlərini elastiki cisim kimi aparırlar.

Baxmayaraq ki, Yer qabığı daxilində də mövcud T və P-də süxurlar özlərini kövrək cisim kimi göstərirlər, lakin bir sıra hallarda yəni nisbətən T və P şəraitində süxurlar plastiklik də nümayiş etdirirlər. Belə mühitdə deformasiya aramsızdır deməli elastiklikdən plastikliyə keçid təzyiqindən(P) və temperaturdan(T) və deformasiyanın sürətindən asılıdır.

Ərimə T-na yaxın T-larda sülb kristallik cisimdə atomlar mütəhərriklik əldə edirlər. Bu da belə şəraitdə yaranan sürüşmə (deviator) gərginliklərinin təsiri nəticəsində sürüncəkliyin başlanması üçün kifayətdir. İstiliyin artması hesabına yaranan sürüncəklik prosesi süxurların plastik mantiyada konveksiyaya və qitələrin hərəkətinə səbəb olur. Reologiyanın T-dan asılılğı termostat kimi mantiyanın T-nu tənzimləyir. Mantiyanın T-nun artması münasib olaraq özlülüyün azalmasına konveksiyanın intensivliyinin artmasına və deməli istiliyin effektiv olaraq daşınmasına mantiyada T-un azalması ilə özüllüyün artmasına konvektiv cərəyanların və istilik daşınma sürətinin azalmasına səbəb olar. Deyilənlərdən göründüyü kimi, mantiyanın T-u ilə reologiyası arasında güclü əks əlaqənin olması əslində mantiyanın T-nun sabit qalmasına səbəb olur. Bununla belə təsirin qısa zamanları ərzində(saniyələr,saatlar, günlər) mantiya özünü elastiki cisim kimi təsirin illərlə ölçülən zamanları ərzində isə o özünü özüllü maye kimi aparır. O mühit ki nisbətən qısa zaman intervalında elastiklik yəni sərtlik nisbətən uzun zaman intervalında isə özüllülük yəni axıcılıq(sürüncəklik) nümayiş etdirir belə mühit özüllüelastik adlanir. Kristallik cisimlərin müəyyən şəraitdə plastiklik axıcılıq nümayiş etdirməsi qabiliyyəti sülb cismin sürüncəkliyi adlanir. Başqa sözlə mühitdə (süxurda ,cisimlərdə və s.) daimi olan gərginliyin möhkəmlik həddindən aşağı qiymətlərində qalıq (plastiki) deformasiyanın davametdirməsinə sürüncəklik deyilir.

Cisimdə olan gərginliyin plastiki(qalıq) deformasiyanın sabit qiymətində sıfra enməsinə relaksasiya deyilir.

Atom müvazinət vəziyyətindən çıxmış olarsa onu yerinə qaytarmağa çalışan qüvəllər ona təsir etməyə başlayır. Atomun kiçik yerdəyişməsi zamanı təsir edən bərpaedici qüvvə yerdəyişmənin qiyməyinə düz mütənasib olur. Bu qüvənin təsiri altında atomun müvazinət mərkəzi yanında cismin elastikjliyini ifadə edən atomun adi harmonik rəqsi baş verir. Atomların harmonik rəqsinin hərəkət enerjisi sülb cismin daxili istilik enerjisi hesab olunur.

Elastiklik

Gərginliyin aşağı qiymətlərində və təsir sürətinin (deformasiyanın) nisbətən yüksək qiymətlərində süxur özünü elastiki cisim kimi aparır. Sülb kristallik cisimlərin elastiklik xüsusiyyətləri atomlar arası qüvvələrdən asılıdır. Bu qüvvələr atomları yaxınlaşdırmağa , yaxud bir-birindən uzaqlaşdırmağa çalışan bütün xarici təsirlərə mane olurlar. Atomların məhdudiyyətsiz yaxınlaşmasına kiçik məsafələrlə fəaliyyət göstərən itələmə qüvvələri mane olur. Bu qüvvələr xarici təsirlər nəticəsindəkristallik şəbəkənin dövrü azaldığı halda onun enerjisinin artmasına səbəb olurlar. Atomlar bir-birindən sonsuzluğa qədər uzaqlaşsalar, kristallik şəbəkənin enerjisi sıfıra bərabər olacaq. Lakin atomlar arası təsir edən cazibə qüvvələrinn hesabına (misal üçün müxtəlif yüklü ionlar arası elektrostatik qüvvələr) atomlar arası məsafələr azalır. Belə halda atomlar arası cazibə qüvvələri kristallik şəbəkənin dövrünü, yəni atomlar arası məsafəni azaldaraq onun enerjisinin də azalmasına səbəb olurlar. Kristallik şəbəkənin ümumi enerjisi (U) hər iki qüvvələrin törətdikləri enerji cəminə bərabərdir.

U=F_c+F_i

Onun minimum qiyməti (U₀) atomların bir-birinə nisbətən taraz yerləşmiş hallarına uyğun gəlir. Kristallik şəbəkənin tarazlıqda olan atomlarına heç bir qüvvə təsir göstərmir, yəni müvazinətdə olan atoma başqa atomlar tərəfindən təsir edən qüvvələr fərqi sıfıra bərabərdir. Atomların müvazinətdə olan kristallik şəbəkənin enerjisi rabitə yaxud ilişmə enerjisi adlanır. Bu enerji (U_Ю-ilişmə enerjisi) kristallik şəbəkəni dağıdıb , atomları sonsuzluğa yaymaq üçün tələb olunan enerjidir. Atomlar arası qüvvələrin qiyməti sülb cismin sıxılma əmsalıdır. Bu əmsal kristallik şəbəkənin dövrünün , yəni atomlar arası məsafənin dəyişdirilməsi üçün tələb olunan təzyiqi göstərir. Kristallik şəbəkənin dövrü-atomlar arası məsafə deməkdir.

Atom müvazinət vəziyyətindən çıxmış olrsa, onu yerinə qaytarmağa çalışan qüvvələr ona təsir etməyə başlayır. Atomun kiçik yerdəyişməsi zamanı təsir edən bərpaedici qüvvə yerdəyişmənin qiymətinə düz mütənasib olur. Bu qüvvənin təsiri altında atomun müvazinət mərkəzi yanında cismin elastikliyini ifadə edən atomun adi harmonik rəqsi baş verir. Atomların harmonik rəqsinin hərəkət enerjisi sülb cismin daxili istilik enerjisi hesab olunur.

Real kristallik maddədə atomlar kristallik şəbəkənin düyüm nöqtələrinin ətrafında rəqsi hərəkətdə olurlar. Düyün nöqtələri isə atomun tarazlığının orta vəziyyətidir. Rəqsi hərəkətlər kristallik şəbəkənin düyün nöqtələrində atomları saxlamağa çalışan atomlararası itələmə(aralandırma) və cazibə qüvvələrin təsirindən əmələ gəlirlər. Atomların enerjisi deyildiyi kimi əslində sülb cismin daxili istilik enerjisidir.

Başqa sözlə kristallik şəbəkənin daxili istilik enerjisinin atomları hərəkətinin kinetik və onları birləşdirən “yaycıqların” potensial enerjisinin cəmi kimi təsəvvür etmək olar.

Sülb kristallik cisimlər yalniz nisbətən aşağı T və P lərdə elastiki xüsusiyyətlərinə malik olurlar. T və P-nin daha böyük qiymətlərində atom səviyyəsində relaksasiya və sürüncəkliyi yaradan yeni proseslər fəaliyyət göstərməyə başlayır. Relaksasiya plastiki deformasiyanın sabit qiymətində qalıq deformasiyanın davam etməsi deməkdir. Sürüncəklik nəticəsində elastiki deformasiya fasiləsiz olaraq qismən plastiki(qaliq) deformasiyaya keçir.

Nisbətən qısa zaman ərzində göstərilən təsir altında özünü sülb cisim kimi uzun geoloji zaman ərzində göstərilən təsir nəticəsində özünü maye kimi aparır cism (maddəyə,mühitə,misal üçün mantiyaya) Maksveli reoloji cisim deyilir. Başqa sözlə saniyə, saat, gün ərzində göstərilən təsir nəticəsində özünü elastiki yəni sülb cisim kimi illər əsrlər və daha uzun zaman ərzində göstərilən təsir altında özünü özüllü cisim kimi aparan maddə yaxud mühitə özüllü elastiki mühit(cisim,maddə) deyilir.

Kristallik cisimlərin müəyyən şəraitdə plastiki axma qabiliyyəti sülb cismin sürüncəkliyi adlanır.

ÖZLÜLÜK VƏ KONVEKTİV CƏRƏYANLARIN DİFFUZİYA SÜRÜNCƏKLİYİ (KRİP) MEXANİZMİ

Məlumdur ki, maddənin sürüncəklik qabiliyyəti onun özüllülüyü ilə təyin edilir və onunla tərs mütanasibdir. Hesablamalar göstərir ki, nisbətən kiçik dərinliklərdə belə mantiya maddəsinin özüllülüyünün əhəmiyyətli dərəcə azalması mümkündür. Yerin T-ru 100-200 km dərinliklərə kimi P-ə nisbətən daha böyük sürətlə artır. Süxurların özüllüyü n=10²² -10²³ Puaz qiymətləndirilir, yəni alt mantiyadakına nisbətən az olur. Diffuziya sürüncəkliyi isə mühitdə atomların mütəhhərikliyindən asılıdır.

Atom müvazinət vəziyyətindən çıxmış olarsa, onu yerinə qaytarmağa çalışan qüvvələr təsir etməyə başlayır. Atomun kiçik yerdəyişməsi zamanı təsir edən bərpaedici qüvvə yerdəyişmənin qiymətinə düz mütənasib olur. Bu qüvvənin təsiri altında atomun müvazinət mərkəzi yanında cismin elastikliyini ifadə edən atomun adi harmonik rəqsi baş verir. Atomların harmonik rəqsinin hərəkət enerjisi sülb cismin daxili istilik enerjisi hesab olunur.

Süxurların deformasiyası zamanı təzyiqin yaxud gərginliyin təsiri altında baş verir. Gərginliyin çox aşağı T-un isə kifayət qədər yüksək qiymətində nisbətən az özüllü üst mantiya maddəsinin sürüncəklik yolu ilə deformasiyanın əsas mexanizmi diffuziyadır. Gərginlik altında kristallik dənəciklərin daxilində atomların diffuziya etməsi diffuziya sürüncəkliyi hesabına baş verir. Beləliklə diffuziya nəticəsində dənəciklərin və deməli süxurun deformasiyası baş vermiş olur. Bunu aşağıdakı kimi təsəvvür etmək mümkündür.

Məlum olduğu kimi atomlar arası qüvvələrin təsirindən kristallik maddənin atomları kristallik şəbəkənin düyün nöqtələrinə “bağlıdırlar”. Təsəvvür etmək olar ki, hər bir atom effektiv potensial “quyuda” yerləşir. Atomun kinetik enerjisi kinetik şəbəkənin düyün nöqtəsi ətrafından getməsinə mane olan enerji səddini aşmasa atom həmən quyuda qalmaqla davam edəcək.

Lakin istənilən T-da kristalda öz kristallik şəbəkəsindən yerlərini tərk etmək üçün tələb edilən enerjiyə malik olan atomlar var. Bu səbəbdən də kristallik şəbəkədə düyüm nöqtələrinin bir qismi atomlarla tutulmuş olmur. Belə düyüm nöqtələr vakansiya adlanırlar. Vakansiya kristalda olan nöqtəvi deffektin (çatışmazlığın) bir formasıdır. Nöqtəvi deffektin başqa növü dislokasiyadır-kristallik şəbəkənin düyün nöqtələri arasında hərəkət edən və müntəzəm düzülmüş atomlar sıralarında özlərinə yer tapa bilməyən atomlardır və eləcə də qarışıqların atomlarıdır(dislokasiyalar). Vakansiya və dislokasiyalar diffuziya prosesində mühüm rol oynayırlar. Kristallik şəbəkənin tutulmamış düyün nöqtəsi olduqda və onun yanında sədd enerjisindən üstün enerjiyə malik atom yəni dislokasiya olarsa, onda həmin atom boş olan düyün nöqtəsinə(vakansiyaya) keçə bilər və onun öz yeri isə vakansiyaya çevrilir. Bu prosesə vakansiyanın atomlar arası məsafə yerdəyişməsi kimi baxıla bilər. Burada ehtimal etmək olar ki, kristalın bir hissəsindən digərinə vakansiya və dislokasiyaların miqrasiyası, yaxud diffuziyası kristalların deformasiyasına səbəb olaraq sürüncəkliyə gətirib çıxara bilər. Vakansiyaların varlığı qarışıq atomların diffuziyasına da imkan yaradır.

Vakansiyaların diffuziya axımının intensivliyi onların qatılığı ilə düz mütənasibdir. Sülb maddədə vakansiyaların Diffuziya əmsalı onların qatılıq qradienti ilə təyin edilir.

Bir çox kristallik maddələrdə diffuziya əmsalını radioaktiv izotoplar vasitəsi ilə təyin etmək mümkündür. Onların kristaldan keçmə intensivliyini keçməklə bir qayda olaraq diffuziya əmsalını təyin etmək olar. Diffuziya nəinki atomların kristallik dənəciklərinin daxilindən keçməsi yolu ilə eləcə də onların kristallar arası sərhədlər üzrə hərəkət etmə yolu ilə də baş verə bilər. Belə halda dənəciklər arası diffuziya yaxud sürüncəklik deyilir. Buna Koble sürüncəkliyi deyilir.

Vakansiya və dislokasiyalar kristal böyüdüyü plastik deformasiya zaman və istilik effekti hallarında yaranırlar. Hesab edilir ki, gərginlik 10^-1 MPa olduqda mantiyada dislokasiya sürüncəkliyi və gərginliyi 10^-2 MPa-dan çox-çox az olduğu hallarda isə diffuziya sürüncəkliyi üstünlük təşkil edir.