Dünya yer quruluşu elmində inqilab - Azərbaycanlı alimlərin yeni nəzəriyyəsi

AMEA-nın həqiqi üzvü, akademik Hətəm Quliyev və AMEA-nın müxbir üzvü, professor Rəşid Cavanşir uzun müddətdir ki, geofizikanın dərinliklərinin araşdırılması, yaşadığımz yer kürəsinin və kainatın geofizik strukturlarının proqnozlaşdırılması, qanunauyğunluqların aşkarlanması sahəsində elmi araşdırmalar aparır, müştərək tədqiqatların müəllifi kimi elmi məqalələrlə çıxış edirlər. Onlardan biri də son vaxtlar Yerin qeyri-xətti xüsusiyyətlərini hesablamaq üçün Yer elmlərinin klassik mexanika sahəsi ilə inteqrasiyasına əsaslanan Qeyri-Klassik Xətti yanaşma nəzəriyyəsidir. Bu yeni model nəzəriyyə Yerin İlkin Etalon modelində lazımsız riyazi hesablamaları və köhnə metodologiyaları inkar etməklə dünya elm cameəsində ciddi müzakirələrə səbəb olmuşdur. Fundamental araşdırmaları və təhlilləri əks etdirən nəzəri konsepsiya Böyük Britaniyanın məşhur “Elm” jurnalında dərc edilməklə dünyaya təqdim edilmişdir. Böyük Britaniyanın “Elm” jurnalı dünyanın əsas elmi nəşrlərindən biridir. Jurnalda hər gün 3000 -dən yuxarı elmi məqalə dərc olunur. 200-dən yuxarı araşdırmaçı alimi öz şəbəkəsində birləşdirən “Elm” jurnalı bilogiya, ətraf mühit və yer elmləri, sağlamlıq, təbiət elmləri, sosial elmlər və digər sahələr üzrə ixtisaslaşmış beynəlxalq elmi dərgidir. XXI əsrin elmi araşdırma dərgisi olan “Elm” siyasətçilər və tədqiqatçılar, elm adamları və təhsil işçiləri, dövlət və özəl sektor, geniş tədqiqatçı auditoriyası üçün yüksək keyfiyyətli, texniki cəhətdən etibarlı məlumatlar təqdim edir. EDNews dərgidə nəşr olunmuş elmi nəzəriyyənin əhəmiyyətini nəzərə alıb, onu Azərbaycan oxucularına təqdim edir :

Qeyri-xətti Yer kürəsi: Geridə qalmış nəzəriyyəyə düzəliş

Tədqiqatçılar tərəfindən yerin daxili hissələrinin struktur xüsusiyyətlərini təsvir etmək üçün artıq on illərdir ki, istifadə olunan nəzəriyyələrin mövcudluğuna baxmayaraq, irəli sürülən fərziyyələr həqiqətdən bir xeyli uzaqdır. Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyasının üzvü Dr.Hətəm Quliyev və Dr.Rəşid Cavanşir öz araşdırmalarında mexanikaya və yer elmlərinə aid konsepsiyaları birləşdirərək Yerin 'qeyri-xətti' xüsusiyyətləri ilə bağlı yeni nəzəriyyələr yaradıblar. Onların kəşfi hələ ki, elmi ictimaiyyət tərəfindən geniş şəkildə qəbul edilməmişdir, lakin birgə əməkdaşlıq səyləri nəticəsində ‘klassik olmayan xətti’ yanaşmalarının tezliklə geofiziki tədqiqatların əsas aspektinə çevriləcəyini ümid edirlər.

Yerin daxili quruluşunu müşahidə etmək

Bir neçə əsrdir ki, çoxsaylı müxtəlif istiqamətlər üzrə araşdırma aparan tədqiqatçılar Yerin daxili quruluşunun struktur xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirmək üçün yeni üsullardan istifadə ediblər. Görülən işlər sayəsində, indi bizə doğma planetimizin təbəqəli quruluşa malik olduğu məlumdur: o, möhkəm daxili və maye xassəli nüvədən ibarətdir, möhkəm mantiya və xarici qabıq qatına sahibdir. Bizim bu quruluş haqqında biliklərimiz dalğaların Yerin daxilindən keçərək müxtəlif növ maddələrlə dəyişikliyə uğramasının ölçülməsinə əsaslanır.

Tədqiqatçılar bu təhlili zəlzələ və vulkan püskürmələri də daxil olmaqla irimiqyaslı geoloji hadisələr nəticəsində yaranan seysmik dalğaların aşkarlanması yolu ilə apara bilərlər. Bu tədqiqatçılar Yer səthinin müxtəlif nöqtələrində ayrı-ayrı hadisələr nəticəsində yaranan dalğaların xüsusiyyətlərini ölçərək, onların planetin daxili hissəsində müxtəlif təbəqələrdən keçərkən necə dəyişdiklərini müəyyən edə bilirlər.

20-ci əsrin əvvəllərindən etibarən geofiziklər bu üsullardan Yerin daxili quruluşu və onun zamanla necə inkişaf etdiyi barədə nəzəriyyələri işləyib hazırlamaq üçün istifadə ediblər. Sonrakı onilliklərdə bu fikirlər Yer kürəsi haqqında elmin çoxsaylı sahələrində müxtəlif nəzəriyyələrlə birləşdirildi və bu barədə anlayışımızın daha da artmasına imkan verdi.

YİEM-in güclü və zəif tərəfləri

1976-cı ildə göstərilən səylər əvvəlcə ABŞ geofizikləri Adam Dzievonski və Don Anderson tərəfindən təklif olunan ‘Yerin ilkin etalon modeli” (YİEM) adlı nəzəriyyənin yaranmasına gətirib çıxardı. O dövrdə böyük ixtira hesab edilən bu modelə görə, Yerin hər bir daxili qatı fərqli, dəyişməz xüsusiyyətlərə sahib idi. Ən əsası, sıxlıq, təzyiq və cazibə daxil olmaqla maddənin xüsusiyyətlərinin Yerin mərkəzindən fərqli məsafələrdə necə dəyişdiyini və hər təbəqənin təsirini nəzərə alaraq xətti formula təqdim edirdi.

YİEM konsepsiyası yarandığı gündən bəri on illər ərzində çox az dəyişikliyə məruz qalıb və indi Yer haqqında elmlərin bir çox sahələrində geniş yayılmış elementə çevrilib. Modelin çoxsaylı uğurları arasında Yerin daxili hissələrinin müxtəlif təbəqələri arasındakı sərhədlərin vəziyyətini təyin etmək qabiliyyəti, eləcə də Yerin cazibə qüvvəsinin müxtəlif dərinliklərdə necə dəyişməsinə dair proqnozlar yer alır. Ancaq bu müvəffəqiyyətə baxmayaraq, model davamlı olmadı. Dzievonskinin sonralar yazdığı kimi, ‘ilkin’ sözünün özü də YİEM-in daha yaxşı model yaranana qədər Yerin daxili hissəsi barədə təxmini proqnozlar verməli olduğunu nəzərdə tuturdu.

Modelin kəşf edilməsi Yer haqqında baxışlarımıza əsaslı şəkildə təsir etsə də, onun özünün də çox sayda çatışmazlığı on illərdir ki, qalmaqdadır. Bu gün  daha dəqiq avadanlıqdan istifadə edən seysmoloqlar və geofiziklər müşahidələrinin YİEM-in köməyi ilə verilən proqnozlarla artıq uyğun gəlmədiyini aşkar edirlər ki, bu da onun dəqiqliyi ilə bağlı ciddi şübhələr doğurur. Baxmayaraq ki, bugünədək Yer elminin geniş ictimaiyyəti bu məsələlərə düzəlişlər etsələr də, görülən işlərin nəticəsi ortada deyildir.  

Qeyri-xətti xassələrin hesablanması

Bir çox təbiət sistemlərində dalğalar fərqli maddələrdən keçərkən ‘qeyri-xətti’ yayılır. Ümumiyyətlə, bu o deməkdir ki, sistemlərdən keçən dalğaların xüsusiyyətləri ilə daxil olanların xüsusiyyətləri arasında aydın əlaqə yoxdur. Bu səbəbdən, əslində ciddi fiziki qanunlara tabe olsalar da, qeyri-xətti dalğalar Nyutonun təsvir etdiyi təmiz mexaniki qanunlardan tam fərqli olaraq xaotik, gözlənilməz davranışlar sərgiləyə bilər. Bu səbəbdən həmin dalğalar 'qeyri-klassik' mexanikanı nümayiş etdirir.Tədqiqatçılar qeyri-xətti sistemlər haqqında proqnoz verərkən bu xüsusiyyətləri nəzərə almasalar, əldə edilən nəticələrdə ciddi səhvlər ola bilər. 

Doktor Hətəm Quliyev və Dr Rəşid Cavanşirin dediyinə görə, YİEM bu xüsusiyyətləri nəzərə almadığı üçün qüsurları çoxdur. Onlar ilk dəfə 1980-ci illərdə Sovet İttifaqının tərkibində olan Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyasında tanış olub. Onların əməkdaşlığı qeyri-adi idi: Dr Quliyev mexanika sahəsində apardığı tədqiqatları ilə məşhur olsa da, Yer elmləri ilə onu ilk dəfə geofizika sahəsində təcrübəyə malik doktor Cavanşir tanış etdi. İlk birgə araşdırmalarında onlar, aparılan tədqiqatların böyük əksəriyyətində irəli sürülən fərziyyələrin əksinə olaraq Yerin daxilindən keçən dalğaların sadə mexaniki qanunlara tabe ola bilmədiyi fikrini irəli sürdülər.

Alternativ kimi, tədqiqatçılar bu dalğaların qeyri-xətti yayılmalı olduğunu iddia etdilər, bu da YİEM-in proqnozlarının reallıqdan xeyli uzaq olduğunu göstərir. Növbəti illərdə Dr Quliyev və Dr Cavanşir YİEM-in çatışmazlıqlarını müəyyənləşdirməyə başladılar və onların düzəlişi üçün təkliflər irəli sürdülər. Bu işin sayəsində, Yerin qeyri-xətti xüsusiyyətlərini hesablamaq üçün Yer elmlərinin klassik mexanika sahəsi ilə inteqrasiyasına əsaslanan yeni yanaşmalar təklif etdilər.

Yeni modelin təqdim edilməsi

Bu iki tədqiqatçı, nəzəriyyələrini ərsəyə gətirmək üçün, diqqəti deformasiyaya uğraya bilən sərt cisimlərin qeyri-klassik mexaniki xüsusiyyətlərini təyin etməyə yönəldir. Onların fikirləri qeyri-xətti elastikliyin təməl prinsiplərinə əsaslanır - bu, qeyri-xətti maddələrin dalğaların yayılması ilə müvəqqəti deformasiyaya uğramasına aiddir. YİEM-də, Yerin mərkəzindən müəyyən məsafələrdə olan maddənin xüsusiyyətlərinin, bütün dünyada harada ölçülmələrindən asılı olmayaraq, eyni  olduğu qəbul edilir.

QKXY (Qeyri-klassik xətti yanaşma) adlandırılan yenilənmiş modeli sayəsində Dr H.Quliyev və Dr R.Cavanşir problemə üç ölçülü yanaşırlar. Eyni dərinlikdə fərqli mexaniki xüsusiyyətlərə malik maddələrlə Yerin davranışını bütövlükdə nəzərə alsaq, bu model sayəsində lazımsız riyazi hesablamalara ehtiyac qalmır.

YİEM ilə əlaqəli qüsurları və qeyri-dəqiqlikləri aradan qaldırarkən, QKXY tərəfindən verilmiş proqnozlar, seysmik dalğaların yayılması da daxil olmaqla, geoloji proseslərin keçmiş proqnozlarından əhəmiyyətli dərəcədə kənara çıxa bilər. Dr H.Quliyev və Dr R.Cavanşir artıq QKXY və YİEM-in Yer səthinin altındakı ilk 10 kilometrə aid proqnozlarının 30 %-ə qədər fərqlənə biləcəyini göstəriblər. Yerin dərinliklərində bu fərq daha böyük ola bilər - bu isə artıq gələcək tədqiqatların predmetidir. Nəticədə, bu dərinliklərdə Yerin struktur xüsusiyyətlərinin miqdarının müəyyənləşdirilməsi geniş araşdırma tələb edəcək.

Yerin daxili barədə anlayışımızı təkmilləşdirmək

Doktor H.Quliyev və Dr R.Cavanşir bir az da irəliyə gedərək, QKXY ətrafında aparılacaq gələcək tədqiqatlarda üç əsas elementin nəzərə alınmasını təklif edirlər. Birincisi, bu modeli Yer səthindəki okeanların və qitələrin təsirlərini nəzərə alaraq, Yerin struktur elementlərini qabıqdan nüvəyə qədər tam analiz etmək üçün istifadə olunmasını təklif edirlər. İkincisi, tədqiqatçılar məlumatları şərh edərkən klassik nəzəriyyələrin istifadəsindən vaz keçməyə çağırırlar; bunun əvəzinə, elastik dalğaların Yerin daxilində yayılması zamanı qeyri-xətti dinamika nümayiş etdirdiyini güman edirlər.

Nəhayət, Dr H.Quliyev və Dr R.Cavanşir geoloji və seysmoloji məlumatların toplanması və şərh edilməsi üçün istifadə olunan metodologiyaları və avadanlıqları təkmilləşdirməyi ümid edirlər. Əvvəldən müşahidələrinin qeyri-xətti xüsusiyyətlərin nəticəsi olduğunu fərz edərək, proqnozlarını xeyli yaxşılaşdırmaq üçün texnikalarını uyğunlaşdıra bilərlər. Bu səylər nəticəsində onlar, Yerin daxili hissəsinin və davam edən təkamülünün daha real şəkildə başa düşüləcəyinə ümid edir. Lakin bu hədəflərə geniş şəkildə nail olmaq üçün, qarşıda hələ də aradan qaldırılası ciddi maneələr var.

Bu günə qədər əməkdaşlığın olmaması

Doktor Quliyev və Dr Cavanşir onilliklər boyu apardıqları tədqiqatlar ərzində yüzlərlə kitab və bülletendə nəşr olunan və çoxsaylı konfranslarda təqdim olunan ciddi nəticələr əldə ediblər. Ancaq bu müvəffəqiyyətə baxmayaraq, nəzəriyyələri hələ də Yer elmlərinin daha geniş ictimaiyyətinin tədqiqatçıları tərəfindən geniş müzakirə olunmamışdır. Nəticədə, onlar, nəzəriyyələrinin qəbul edilməsinə əngəl kimi müxtəlif mədəniyyətləri təmsil edən tədqiqatçılar arasında davamlı əməkdaşlığın olmamasını görür. Bu müzakirələrin olmaması, Şərq və Qərb arasındakı maneələrdə dərin kök salmış və tədqiqatçıların işbirliyinə başladığı zaman qlobal siyasi mənzərəni müəyyən etmişdir.

Hətta dünya tədqiqatçılarına əvvəlkindən daha asan əməkdaşlıq etməyə imkan yaradan siyasi dəyişikliklərdən və internetin yaranmasından on illər sonra belə, keçmişdən qalan qərəzli fikirlər davam etməkdədir. Bu sərhədlərin elmi araşdırmalara vurduğu ziyanı azaltmaq üçün YİEM kimi çoxdan köhnəlmiş nəzəriyyələr lazımi səyləri göstərmədən, hətta günümüzdə də geniş istifadə olunur. Dr Quliyev və Dr Cavanşirin fikrincə, bu amil elmi tərəqqi üçün ciddi maneə olmuşdur. Ancaq vəziyyət uzun müddət belə qala bilməz.

Geniş müzakirə ümidi

Keçmişdəki çoxsaylı uğursuzluqlara baxmayaraq, Dr Quliyev və Dr Cavanşir indi araşdırmalarına münasibətin doğru istiqamətdə dəyişəcəyinə ümid edirlər və indi onlar getdikcə daha çox müzakirə olunur. 2019-cu ildə nəzəriyyələri nəhayət, mötəbər akademik jurnal olan Earth və Space Science-da yayımlandı - ilk dəfə QKXY modelləri geniş beynəlxalq ictimaiyyətin diqqətinə çatdırıldı. Gələcəkdə artan məşhurluğun, tezliklə QKXY-ni layiq olduğu dərinlikdə öyrənmək üçün çoxsaylı təlimlərdə və qlobal qurumlar arasında yeni əməkdaşlıqları təşviq edəcəyinə ümid edirlər.

Bu nəticələr əldə olunarsa, nəhayət, köhnəlmiş YİEM-i arxivə göndərə bilərlər və bu yeni nəsil tədqiqatçılara Yerin daxili xüsusiyyətlərinin həqiqi təbiətini araşdırmağa imkan verəcək. Nəticə etibarı ilə bu səylər günlərin birində on illər boyu sürən geniş miqyaslı tədqiqat proqramlarına gətirib çıxara bilər ki, bu da nəhayət doğma planetimizin müxtəlif qeyri-xətti xüsusiyyətlərini üzə çıxaracaq. 

"Elm" jurnalı haqda

Böyük Britaniyanın “Elm” jurnalı dünyanın əsas elmi nəşrlərindən biridir. Jurnalda hər gün 3000 -dən yuxarı elmi məqalə dərc olunur. 200-dən yuxarı araşdırmaçı alimi öz şəbəkəsində birləşdirən “Elm” jurnalı bilogiya, ətraf mühit və yer elmləri, sağlamlıq, təbiət elmləri, sosial elmlər və digər sahələr üzrə ixtisaslaşmış beynəlxalq elmi dərgidir. “Elm” tədqiqatçılara kəşf etdiklərini daha geniş dünyaya çatdırmaqda kömək edir. XXI əsrin elmi araşdırma dərgisi olan “Elm” siyasətçilər və tədqiqatçılar, elm adamları və təhsil işçiləri, dövlət və özəl sektor, geniş mütəfəkkir və tədqiqatçı auditoriyası üçün yüksək keyfiyyətli, texniki cəhətdən etibarlı məlumatlar təqdim edir. Jurnalın baş redaktoru kimya üzrə fəlsəfə doktoru Nelli Berqdir. O, ekologiya, ətraf mühit məsələləri və dayanıqlı kənd təsərrüfatı üzrə dünyanın tanınmış elm adamlarındandır.  Jurnal 2014-cü ildən nəşr olunur.