ფიზიკურ ველი (ან გეოფიზიკური) ველი-ესაა მატერიის არსებობის ფორმა, რომელიც ნივთიერების ელემენტარულ ნაწილაკებს აკავშირებს ერთმანეთთან ერთ სისიტემად და გადასცემს გარკვეული სიჩქარით ერთი ნაწილაკის ზემოქმედებას სხვებზე (ე.ი. ანხორციელებს ამ ნაწილაკების ურთიერთქმედებას).
ყოველი გეოფიზიკური ველი ხასიათდება მისი დამახასითებელი პარამეტრებით. გეოფიზიკური პარამეტრები ესაა სიდიდები, რომელთა მნიშვნელობა გამოიყენება გეოფიზიკური ველების განსხვავებისთვის. გეოფიზიკური ველი ასახავს იმ გეოფიზიკური პარამეტრების სივრცულ განაწილებას, რომლებიც იცვლება დროის მიხედვით.
ნორმალური ველი -ესაა ერთგვაროვანი იზოტოპიური გარემოს ველი, ანუ ველი ისეთ ბუნებრივ ობიექტში, სადაც ფიზიკური თვისებების ცვლილება ყველა მიმართულებით ერთნაირია(მაგ. წყალი , ქვიშა).
გეოფიზიკური ველების ტერმინის ქვეშ იგულისხმება ის ფიზიკური ველები, რომლებსაც პლანეტა დედამიწა ქმნის. გეოფიზიკური ველები ჩვეულებრივი ფიზიკური ველებისაგან განსხვავდება მხოლოდ რთული შედგენილობით, რაც განპირობებულია დედამიწის არაერთგვაროვნებით.
გეოფიზიკური ველები ხასიათდებიან ისეთივე მრავალფეროვნებით როგორც გეოქიმიური ველები, რაც უპირველესად გამოიხატება ანომალიების სიმრავლეში, რაც დაკავშირებულია ტექტონიკური რღვევების ზონებთან, რიფტულ სტრუქტურებთან და ლითოსფეროს სხვა არაერთგვაროვნებებთან.
გეოფიზიკური ველები ორი სახისაა:
- ბუნებრივი-რომლებიც წარმოქმნილია მხოლოდ და მხოლოდ დედამიწის შედგენილობის განსაკუთრებულობის გამო;
- ხელოვნური-რომლებიც წარმოიშვება ქანებზე და და გარემოზე ადამიანის ზემოქმედების გამო.
დედამიწის ბუნებრივ ფიზიკურ ველებს მიეკუთვნება:
- გრავიტაციული (მიზიდულობის)ველი;
- მაგნიტური ველი;
- ელექტრული ველი;
- სეისმური ველი;
- რადიოაქტიური ველი;
- გეოთერმული ველი;
- ვიბრაციული ველი;
- აკუსტიკური ველი.
ყოველი ფიზიკური ველი განისაზღვრება შესაბამისი მახასიათებლებით.
გრავიტაციულიველი-სიმძიმის ძალის პოტენციალით, მაგნიტურიველი-მაგნიტური ინდუქციის ვექტორით, ელექტრული-ელექტრული ველის კომპონენტებით, სეისმური-მოცულობითი და ზედაპირული დრეკადი ტალღების გავრცელების სიჩქარით, რადიოაქტიური- რადიოაქტიური გამოსხივებითა და მისი განაწილებით, გეოთერმული-დედამიწაში ტემპერატურის განაწილებითა და სითბური ნაკადით, ვიბრაციული-ტალღების სიშირით და რხევის პერიოდით, აკუსტიკური-აკუსტიკური წნევით, რხევების სიჩქარით და რხევების ინტენსივობით.
გრავიტაციული (მიზიდულობის) ველი-ესაა სიმძიმის ძალის ველი. გარვიტაციული ანუ მსოფლიო მიზიდულობის ძალები მოქმედებს ნაბისმიერ სხეულზე-სხეულები თურთიერმიიზიდება. ეს ძალები მნიშვნელოვანია დიდი მასის სხეულების ურთიერთქმედებისას ,ის მოქმედებს მთელ დედამიწაზე. მცირე მასის სხეულებისათვის ის უმნიშვნელოა.
მაგნიტური ველი-მაგნიტურიმოვლენებიდადედამიწისმაგნიტურიველისარსებობაკაცობრიობისთვისძველიდროიდანიყოცნობილი. მოძრაობისმიმართულებისდასადგენადმაგნიტურიისრისგამოყენებისშესახებცნობებიმოიპოვებაჩვენსწელთაღრიცხვამდე 1110 წლისჩინურჩანაწერებში.ხოლოევროპაშიკომპასისგამოყენებისცნობები1187 წლიდანარსებობს.
დედამიწა-დიდი მაგნიტია, რომლის გარშემოც არსებობს მაგნიტური ველი. დედმიწის ზედაპირის ნებისმიერ წერტილში დედამიწის მაგნიტური,ანუ გეომაგნიტური ველი შეიძლება წარმოდგენილ იქნეს როგორც ვეტქორი, რომელიც ხასიათდება სიდიდითა და მიმართულებით. ამ ვექტორს გეომაგიტური ველის სრული დაძაბულობის ვექტორი ეწოდება და აღინიშნება T ასოთი. თანამედროვე წარმოდგენით, მაგნიტური ველის არსებობა ყოველთვის განპირობებულია მოძრავი ელექტრული მუხტებით ან ელექტრული დენებით. მაგნიტური ველის ძირითადი მახასიათებელი ძალოვანი სიდიდეა მაგნიტური ინდუქციის B ვექტორი. ამ სიდიდის საზომი ერთეული SI სისტემაში არის-ტესლა(ტლ), ხოლო CGS სისტემაში-გაუსი
დედამიწის მაგნიტურ ველზე დაკვირვების შედეგად მიღებულ იქნა, რომ ველი განიცდის დროში ცვლილებას : საუკუნეობრივი და პერიოდული ვარიაციები, მაგნიტური აღრევები. განსაზღვრული წლების განმავლობაში რაიმე სიდიდის ცვლილების მნიშვნელობას , გაყოფილს წელთა რიცხვზე, ეწოდება საუკუნეობრივი სვლა. გეომაგნიტური ველის საუკუნეობრივი ვარიაცია ესა დედამიწის შიგნით მიმდინარე პროცესების გამოვლენა მაგნიტურ ველში. რაც შეეხება ინტენსიურ მაგნიტურ აღრევებს, მათ მაგნიტურ ქარიშხლებსაც უწოდებენ. მათი ხანგრძლივობა რამდენიმე სააათიდან რამდენიმე დღეღამემდე აღწევს.
გეომაგნიტური ველის ყველა ელემენტის გაზომვები ძირითადად ტარდება მაგნიტურ ობსერვატორიებში,ხოლო ცალკეული ელემენტები იზომება საველე სამუშაოების დროს. გეომაგნიტური ველის დაძაბულობის საზომი ხელსაწყოა მაგნოტომეტრი.
ელექტრული ველი-ბუნებაში არსებობს ენერგიის უნიკალური ალტერნატიული წყარო, ეკოლოგიურად სუფთა, განახლებადი, მარტივი გამოყენებაში, რომელიც აქამდე ჯერ არსად გამოიყენება. ესაა დედამიწის ელექტრული ველი.
ჩვენი პლანეტა ამ თეორიით ერთგვარი სფერული კონდენსატორია, რომელიც დამუხტულია დაახლოებით 300000ვ-მდე. შიდა სფეროა-დედამიწის ზედაპირი, რომელიც დამუხტულია უარყოფითად, გარე სფერო-იონოსფერო-დადებითია, იოზოლატორის როლს ასრულებს ატმოსფერო.
ელექტრული ველის დაძაბულობის სიდიდე ცვალებადია წლის სეზონების მიხედვით:
ზამთარში-260ვ/მ, ზაფხულში-100ვ/მ. მაქსიმუმს აღწევს საღამოს საათებში. როდესაც არის წვიმა, თოვლი, ნისლი მატულობს ატმოსფერული წნევა. ნისლის დროს ატმოსფეროს ელექტრული ველი იზრდება 2-5-ჯერ. განსაკუთრებით დიდია ის ჭექა-ქუხილის დროს. ის ამ დროს შეიძლება შეიცვალოს -2000ვ/მ-დან +1800ვ/მ-მდე. ელექტრული ველის დაძაბულობა მინიმალურია პოლუსებზე და ეკვატორზე და მაქსიმალურია შუა განედებზე.
სეისმური ველი-ესაა მექანიკური რხევების ველი.ის წარმოიშვება ლითოსფეროში მექანიკური დაძაბულობის მუდმივი განმუხტვის გამო. მის არსებობას აძლიერებს დედამიწის წიაღში არსებული ქანების არაერთგვაროვნება.
დედამიწის ზედაპირი, უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ–ლითოსფერო, დაყოფილია მეტ–ნაკლები ზომის ფილებად, რომლებიც ურთიერთის მიმართ გადაადგილდებიან ძალიან მცირე სიჩქარით–რამდენიმე სანტიმეტრის სიდიდით წელიწადში.ფილების სასაზღვრო არეებს უწოდებენ სეისმურ სარტყლებს. ფილები ურთიერთთან მჭიდროდ არიან შერწყმული–შეკავშირებული. მათი გადაადგილებისათვის უდიდესი ძალებია საჭირო. დაძაბულობები ფილების საზღვრებთან ათეული–ასეული წლების განმავლობაში გროვდება და შეჭიდულობის ზღვარის მიღწევისთანავე ხდება ლითოსფეროს გაგლეჯვა და გაადგილება, წარმოიქმნება ბიძგები, რომლებიც დედამიწის ზედაპირზე მიწისძვრის სახით გამოვლინდება მით მეტი სიმძლავრით, რაც უფრო მეტი ენერგია გამოთავისუფლდება ბიძგის შედეგად. ამ სარტყლების გასწვრივ თავმოყრილია მოქმედი ვულკანების უმრავლესობა და ხდება მიწისძვრების 95%.
რადიოაქტიური ველი-რადიოაქტიურობა ეს არის რადიოაქტიური ელემენტის ბირთვების ბუნებრივი დაშლის თვისება, რომლებიც მიმდინარეობს სხივების-ალფა(α), ბეტა(β)და გამა(γ)გამოსხივების სახით.
რადიოაქტიურობა გამოწვეულია შინაგანი ბირთვული პროცესებით. გამოსხივებაზე არავითარ გავლენას არ ახდენს გარეშე ფაქტორები (წნევა, ტემპერატურა, ელექტრული და მაგნიტური ველები და სხვა). α გამოსხივება ჰელიუმის ბირთვების ნაკადია, მისი ენერგია მაღალია (8-10 მევ), მაგრამ თავისი დიდი მასის გამო ის სწრაფად კარგავს ენერგიას, ე.ი. ძლიერ შთაინთქმება ნივთიერებაში .მისი საშუალო განარბენი ჰაერში არ აღემატება 10-15 სმ-ს.βგამოსხივება წარმოადგენს ელექტრონების ნაკადს. ამ ნაწილაკების ენერგია არ აღწევს 5 მევ-ს, მისი განჭოლვის უნარიც დაბალია. γ სხივები წარმოადგენს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. ესაა სინათლის სიჩქარით მოძრავი კვანტების ნაკადი. მათი ენერგია აღწევს 3 მევ-ს. მათ დიდი განჭოლვის უნარი აქვთ. 1-2 მ სისქის ქანების ფენა მათ მთლიანად შთანთქავს.
ქანების რადიოაქტიურობა განისაზღვრება მათში ურანის, თორიუმის, მათი დაშლის პროდუქტებისა და კალიუმის შემცველობით. მაქსიმალური რადიოაქტიურობა ახასიათებს მჟავე მაგმურ ქანებს, რადგან მათში მაღალია ურანის და თორიუმის შემცველობა. ყველაზე უფრო რადიოაქტიურია ფიქლები და თიხები. დააბალია რადიოაქტიურობა ნახშირებში და კვარცის ქვიშებში. ქანების რადიოაქტიურობა განაპირობებს ატმოსფერული ჰაერის რადიოაქტიურობას, ვინაიდან რადიოაქტიური ელემენტები ატმოსფეროში ძირითადად გაზობრივი გამოსხივების სახით გვხვდება. ლითოსფეროში რადიოაქტიური ელემენტების გაბნევის გამო ისინი გავრცელებულია მიწისქვესა წყლებში. ურანიანი წყლები იშვიათია, ყველაზე უფრო გავრცელებულია რადონიანი წყლები. რადონი თავისუფლად გადაადგილდება ქანებში, იხსნება ბუნებრივ წყლებში და ვრცელდება დიდ მანძილზე.
გეოთერმული ველი-გეოთერმია, გეოფიზიკის ის ნაწილია რომელიც შეისწავლისდედამიწის სითბურ მდგომარეობას,სითბოს განაწილებას დედამიწის შიგნით, ასევე დედამიწის სითბურ ისტორიას.
დედამიწის სითბური ველის შინაგანი წყაროებია:
- U, Th,Kრადიოაქტიური იზოტოპების დაშლა;
- ნივთიერებების გრავიტაციული დიფერენციაცია;
- მეტამორფიზმი;
- ფაზური გადასვლები;
- მიმოქცევითი ხახუნი.
დედამიწის სიღრმიდან წამოსული სითბური ნაკადი განსაზღვრავს ტექტონიკური რეგიონის ენერგეტიკულ მდგომარეობას. ნაკადის საშუალო მნიშვნელობა შეადგენს 64-7მვტ/მ2, რაც ათეულათასჯერ მცირეა სინათლის ენერგიასთან შედარებით. დედამიწის ტემპერატურას უშუალოდ ზომავენ პირდაპირ შახტებში და ჭაბურღილებში. უფრო დიდ სიღრმეებშიკი ტემპერატურას ირიბად ზომავენ, მაგალითად ამოფრქვეული ლავის ტემპერატურის გაზომვით. ასევე ხდება ქანების თბოგამტარობის შეფასება.
ვიბრაციული ველი-ვიბრაცია ესაა მატერიალური წერტილების ან სხეულების მექანიკური რხევები. ვიბრაციის შესაფასებული სიდიდეებია სიხშირე f(ერთეული ჰც) და რხევის პერიოდიT( ერთეული წმ). დედამიწის ვიბრაციის სიხშირე დიდხანს მუდმივი იყო 7,6-7,8 მაგრამ 1987 წელს შეიცვალა დედამიწის მაგნიტური ბადე და შესაბამისად 2000 წელს სიხშირე გახდა 9,3ჰც; 2007-9,8 ჰც; 2012-111ჰც; 2013-13,74ჰც; 2014-16,5ჰც; 2017-36ჰც.
ასეთი ზრდა მავნებელია ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. ვიბრაციული ველის ზემოქმედება ადამიანზე იწვევს მომატებულ დაღლილობას, მოძრაობის შენელებულ რეაქციებს , მოძრაობის კოორდინაციის დარღვევას. ხანგრძლივი მოქმედებითკი- გულ-სისხლძარღვთა სისტემის , საყრდენ-მამოძრავებელი აპარატის მუშაობის დარღვევას, ნერვიულ აშლილობას, სახსრებისა და კუნთების დაზიანებას.
აკუსტიკური ველი-ესაა ველი, რომელიციქმნება დრეკად გარემოში აკუსტიკური ტალღების წარმომშობი წყაროს გარშემო. მისი მთავარი მახასიათებელი პარამეტრებია: აკუსტიკური წნევა, რხევების სიჩქარე და აკუსტიკური რხევების ინტენსივობა. აკუსტიკური (ხმოვანი ტალღები) , ესაა დრეკადი მატერიალური გარემოს თხევადი, მყარი, გაზობრივი) შეშფოთება, რომელიც ვრცელდება სივრცეში. შეშფოთებები წარმოადგენს სიმკვრივის და წნევის წონასწორობის მნიშვნელობებიდან ლოკალურ გადახრას. გარემოს ეს ცვლილებები გადაეცემა ერთი ნაწილაკიდან მეორეს და ა.შ. ე.ი.ხორციელდება ენერგიის გადატანა, თუმცა არ ხორციელდება ნივთიერების გადატანა.
თეთრი ხმაური რთული აკუსტიკური სიგნალია , რომელსაც აქვს მუდმივი სპექტრალური სიმკვრივე და სიხშირე მთელ დიაპაზონში.
წყარო:
ნონა ლურმანაშვილი-“გეოლოგიურ-გეოფიზიკური კვლევები ეკოლოგიაში. ეკოლოგია და ეკოგეოფიზიკის განვითარების პერსპექტივები”