Elektriksel özellikler
Bir malzemenin elektriksel doğası, iletkenliği (veya tersine, direnci) ve dielektrik sabiti ve bunların sıcaklık, ölçümün yapıldığı frekans vb. İle değişim oranlarını gösteren katsayıları ile karakterizedir. Bir dizi kimyasal bileşime sahip olan ve gözeneklilik ve sıvı içeriğinin değişken fiziksel özelliklerine sahip kayalar için, elektriksel özelliklerin değerleri büyük ölçüde değişebilir.
Direnç (R), bir volt büyüklüğündeki bir örnek üzerindeki potansiyel bir fark (voltaj; V) bir amperlik bir akım (i) ürettiğinde bir ohm olarak tanımlanır; yani, V = Ri. Elektriksel direnç (ρ), malzemenin kendine özgü bir özelliğidir. Başka bir deyişle, doğaldır ve örneklem büyüklüğüne veya mevcut yola bağlı değildir. L = numunenin uzunluğu, A numunenin kesit alanı ve ρ birimleri ohm-santimetre olan R = ρL / A direnciyle ilişkilidir; 1 ohm-santimetre 0.01 ohm-metreye eşittir. İletkenlik (σ) 1 / μ ohm -1 · santimetre -1'e (veya mhos / cm olarak adlandırılır) eşittir. SI birimlerinde, mhos / metre veya siemens / metre olarak verilir.
Kayaçlar ve diğer malzemeler için bazı elektriksel özdirenç değerleri Tabloda listelenmiştir. Genellikle “iyi” iletken olarak kabul edilen malzemelerin direnci 10-5 –10 ohm-santimetre (10-7 –10 -1 ohm-metre) ve iletkenliği 10-10 7 mhos / metre'dir. Ara iletkenler olarak sınıflandırılanlar 100–10 9 ohm-santimetre (1-10 7 ohm-metre) dirence ve 10-7 –1 mhos / metre iletkenliğe sahiptir. Ayrıca yalıtıcılar olarak da bilinir “Kötü” iletkenleri 10, bir dirençliliğe sahip 10 -10 17 ohm-santimetre (10 8 -10 15 ohm metre) ve 10 bir iletkenlik -15 -10 -8. Deniz suyu, yüksek çözünmüş tuz içeriğinden dolayı tatlı suya göre çok daha iyi bir iletkendir (yani daha düşük özdirençlidir); kuru kaya çok dirençlidir. Yeraltı yüzeyinde gözenekler tipik olarak bir dereceye kadar sıvılarla doldurulur. Malzemelerin özdirenci geniş bir aralığa sahiptir - bakır örneğin kuvarsdan 22 büyüklükte farklıdır.
Tipik özdirençler
| malzeme | özdirenç (ohm-santimetre) | |
|---|---|---|
| deniz suyu (18 ° C) | 21 | |
| kirlenmemiş yüzey suyu | 2 (10 4) | |
| arıtılmış su | 0.2–1 (10 6) | |
| su (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| buz | 3 (10 8) | |
| yerinde kayalar | ||
| tortul | kil, yumuşak şeyl | 100–5 (10 3) |
| sert şeyl | 7-50 (10 3) | |
| kum | 5-40 (10 3) | |
| kumtaşı | (10 4) - (10 5) | |
| buzul buzultaş | 1-500 (10 3) | |
| gözenekli kireçtaşı | 1-30 (10 4) | |
| yoğun kireçtaşı | > (10 6) | |
| Kaya tuzu | (10 8) - [10 9) | |
| volkanik | 5 (10 4) - (10 8) | |
| metamorfik | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| laboratuvar kayalar | ||
| kuru granit | 10 12 | |
| mineraller | ||
| bakır (18 ° C) | 1,7 (10 −6) | |
| grafit | 5-500 (10 −4) | |
| pirotin | 0,1-0,6 | |
| manyetit kristalleri | 0.6-0.8 | |
| pirit cevheri | 1– (10 5) | |
| manyetit cevheri | (10 2) –5 (10 5) | |
| kromit cevheri | > 10 6 | |
| kuvars (18 ° C) | (10 14) - [10 16) | |
Yüksek frekanslı alternatif akımlar için, bir kayanın elektriksel tepkisi kısmen dielektrik sabiti ε tarafından yönetilir. Bu, kayanın elektrik yükünü saklama kapasitesidir; elektrik alanındaki polarizasyonun bir ölçüsüdür. Cgs birimlerinde, dielektrik sabiti vakumda 1.0'dır. SI birimlerinde metre başına farad cinsinden veya malzemenin özgül kapasitesinin belirli vakum kapasitesine oranı (metre başına 8.85 × 10-12 farads) olarak verilir. Dielektrik sabiti, 100 hertz (saniyedeki devir) üzerindeki frekanslar için sıcaklık ve frekansın bir fonksiyonudur.
Elektrik iletimi, kayalarda (1) sıvı iletimi, yani tuzlu gözenekli suda iyonik transfer yoluyla elektrolitik iletme ve (2) metalik ve yarı iletken (örneğin, bazı sülfit cevherleri) elektron iletimi ile meydana gelir. Kayanın herhangi bir gözenekliliği ve içerdiği sıvı varsa, sıvı tipik olarak iletkenlik tepkisine baskındır. Kaya iletkenliği sıvının iletkenliğine (ve kimyasal bileşimine), sıvı doygunluğunun derecesine, gözenekliliğe ve geçirgenliğe ve sıcaklığa bağlıdır. Kayalar su kaybettiğinde, klastik sedimanter kayaların derinlemesine sıkıştırılmasında olduğu gibi, dirençleri tipik olarak artar.
Manyetik özellikler
Kayaçların manyetik özellikleri, kurucu mineral tanelerinin ve kristallerinin manyetik özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Tipik olarak, kayanın sadece küçük bir kısmı manyetik minerallerden oluşur. Kayanın bir bütün olarak manyetik özelliklerini ve manyetizasyonunu belirleyen tanelerin bu küçük kısmı, iki sonuçla: (1) belirli bir kayanın manyetik özellikleri, kimyasal homojenliklere bağlı olarak belirli bir kaya gövdesi veya yapısı içinde büyük ölçüde değişebilir., çökelme veya kristalleşme koşulları ve oluşumdan sonra kayaya ne olduğu; ve (2) aynı litolojiyi (tip ve adı) paylaşan kayaların aynı manyetik özellikleri paylaşması gerekmez. Litolojik sınıflandırmalar genellikle baskın silikat minerallerinin bolluğuna dayanır, ancak mıknatıslanma, demir oksitler gibi manyetik mineral tanelerinin küçük fraksiyonu ile belirlenir. Kayaç oluşturan başlıca manyetik mineraller demir oksitler ve sülfürlerdir.
Her ne kadar aynı sınıflandırmayı paylaşan kayaların manyetik özellikleri kayadan kayaya değişse de, genel manyetik özellikler genellikle kaya türüne ve genel bileşime bağlıdır. Belirli bir kayanın manyetik özellikleri, kristalli malzemelerin ve minerallerin manyetik özellikleri ve bu özelliklerin sıcaklık, basınç, kimyasal bileşim ve boyut gibi faktörlerden nasıl etkilendiği hakkında spesifik bilgiye sahip olması durumunda oldukça iyi anlaşılabilir. tahıl. Anlama, tipik kayaçların özelliklerinin jeolojik ortama nasıl bağlı olduğu ve farklı koşullarla nasıl değiştiği hakkında bilgi ile daha da geliştirilmiştir.
![Mitch kasırgası fırtına, Orta Amerika [1998]](https://images.thetopknowledge.com/img/world-history/9/hurricane-mitch-storm-central-america-1998.jpg "Mitch kasırgası fırtına, Orta Amerika [1998]")