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.
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.

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.

Geofisika diziplinartekotasun handiko gaia da. Gainera, geofisikariak lurreko zientzien arlo guztietan aritzen dira, baita planeten zientzian ere.

 Bero-fluxua 
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. 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.

 Sismologia 
Uhin sismikoak Lurraren barnealdetik edo azaletik bidaiatzen duten bibrazioak dira. 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.

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.

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.

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

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

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

 Magnetosfera 
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.

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.

 Lurraren barne egitura 
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.

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.
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.

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.

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.

 Erreferentziak 

 Kanpo estekak 

Kategoria:Geologia
Kategoria:Fisika aplikatua
Kategoria:Lurraren zientziak
Kategoria:Geologiaren adarrak
Kategoria:Fisika aplikatua eta diziplina-artekoa