Геофизика

1.Предмет и задачи дисциплины. Строение, физические свойства и модели Земли.

Геофизика – наука о физических св-х и процессах происходящих в твёрдой, жидкой и газообразной оболочках Земли.

Задачи: получение наиболее достоверных сведений о строении недр Земли, её водной и воздушной оболочек, изучение происхождения и развития нашей планеты.

Строение Земли.

Земная кора. Современное понятие связано с именем Югославского сейсмолога Мохоровичича. Установил, что в верхнем слое Земли сейсмические волны распространяются с меньшей скоростью (до 6 км/с), чем на больших глубинах. Этот слой - земная кора, а граница, отделяющая его от более глубоких горизонтов земли, названа поверхность Мохоровичича. Мощность з.к. 5-8 км под океанами, 30-40 км в равнинах, 70-75 в горных районах.

Мантия. Переходная геосфера между з.к. и ядром. Верх совпадает с поверхностью М. ,а нижняя на глубине=2900 км. Скорость прохождения сейсм. Волн подразделяется на 3 слоя. В – слой Гутенберга, верхняя мантия, глубина 350 – 410 км. С – средняя мантия, 850-900 км. D – нижняя мантия, глубина 2900км.

Ядро. Наиболее плотная внутрення геосфера Земли. Выделяют слой Е – внешнее ядро, G – внутреннее,F – переходная зона между ними. На 80 – 85% состоит из никелево- железного сплава с примесью серы, магния, кремния. Имеет самую высокую температуру.

Физические свойства.

Гравитационное поле.Поле силы тяжести, к-е определяется как равнодействующая двух сил, силы притяжения земли и центробежной силы, вызванной её суточным вращением. В основе лежит закон всемирного тяготения. Согласно ему все тела притягиваются друг к другу с силой пропорциональной их массе и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Плотность.Средняя плотность вещества Земли равна 5,52 г/см³.Плотность земных слоев растет с глубиной.

Магнитное поле. Земной шар окружён магнитным полем. Земное магнитное поле образует в верхних слоях атмосферы пояс радиации. Он задерживает выбрасываемые Солнцем мощные потоки заряженных космических частиц (протонов, альфа-частиц и др.), не пропуская их к поверхности Земли. Земля имеет два магнитных полюса - северный и южный. Магнитные силовые линии "выходят" из северного полюса и, огибая земной шар, "собираются" на его южном полюсе. Ось магнита наклонена к оси вращения Земли на 11,5°.

Тепловое поле. Существует за счет неравномерного нагревания в-ва Земли - горных пород, вод и воздуха, возникает пространственная неравномерность распределения температуры. Источниками термического поля являются внутренние и внешние процессы. Внешний источник - солнечная радиация, внутренний источник - распад радиоактивных элементов, гравитационная дифференциация вещества, приливное трение, процесс метаморфизма и фазовый переход вещества. Тепловые взаимодействия во многом зависят от вещественного состава тел (воздух, вода, горные породы), их физических свойств (теплоемкость, теплопроводность, температура фазовых превращений), а также плотности вещества.

Геофизика – наука о физических свойствах и процессах происходящих в твёрдой, жидкой и газообразной оболочках Земли.

Задачи: получение наиболее достоверных сведений о строении недр Земли, её водной и воздушной оболочек, изучение происхождения и развития нашей планеты.

Строение Земли.

Земная кора. Современное понятие связано с именем Югославского сейсмолога Мохоровиччича. Установил, изучая сейсмограммы землетрясений, что в верхнем слое Земли сейсмические волны распространяются с меньшей скоростью (до 6 км/с), чем на больших глубинах. Этот низкоскоростной слой распространения был назван земной корой, а сейсмическая граница, отделяющая его от более глубоких горизонтов земли, названа поверхность Мохоровичича. Мощность з.к. 5-8 км под океанами, 30-40 км в равнинах, 70-75 в горных районах. В зависимости от времени формирования различают материковую и океаническую. В з.к. есть 93 хим. элемента.

Мантия. Переходная геосфера между з.к. и ядром. Верх совпадает с поверхностью М. ,а нижняя на глубине=2900 км. Скорость прохождения сейсм. Волн подразделяется на 3 слоя. В – слой Гутенберга, верхняя мантия, глубина 350 – 410 км. С – средняя мантия, 850-900 км. D – нижняя мантия, глубина 2900км.

Ядро. Наиболее плотная внутрення геосфера Земли. Выделяют слой Е – внешнее ядро, G – внутреннее, F – переходная зона между ними. На 80 – 85% состоит из никелево- железного сплава с примесью серы, магния, кремния. Имеет самую высокую температуру.

Физические свойства. Гравитационное поле, плотность, давление, магнитное поле, тепловое поле и упругость.

Гравитационное поле. Поле силы тяжести, к-е определяется как равнодействующая двух сил, силы притяжения земли и центробежной силы, вызванной её суточным вращением. В основе лежит закон всемирного тяготения. Согласно ему все тела притягиваются друг к другу с силой пропорциональной их массе и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Плотность. Средняя плотность вещества Земли равна 5,52 г/см³. Плотность земных слоев растет с глубиной.

Магнитное поле. Земной шар окружён магнитным полем. Земное магнитное поле образует в верхних слоях атмосферы пояс радиации. Он задерживает выбрасываемые Солнцем мощные потоки заряженных космических частиц (протонов, альфа-частиц и др.), не пропуская их к поверхности Земли. Земля подобна сферическому магниту, имеющему два магнитных полюса - северный и южный. Магнитные силовые линии "выходят" из северного полюса и, огибая земной шар, "собираются" на его южном полюсе. Ось магнита наклонена к оси вращения Земли на 11,5°.

Тепловое поле. Существует за счет неравномерного нагревания вещества Земли - горных пород, вод и воздуха, в результате чего возникает пространственная неравномерность распределения температуры. Источниками термического поля являются внутренние и внешние процессы. Внешний источник - солнечная радиация, внутренний источник - распад радиоактивных элементов, гравитационная дифференциация вещества, приливное трение, процесс метаморфизма и фазовый переход вещества. Тепловые взаимодействия во многом зависят от вещественного состава тел (воздух, вода, горные породы), их физических свойств (теплоемкость, теплопроводность, температура фазовых превращений), а также плотности вещества.

Геофизика – наука о строении, физ. св-ах и проце-х, про­исход-х в твердой, жидкой и газообразной оболочках З.

Цель геофиз-х исслед-й сост. в получ. наиб. ценных сведений о строении недр З., её вод-х и возд-ых оболочках, строении и развитии планеты.

Объектом исследования геофизики явл. земной шар с его морями и океанами, поверхностными и подземными водами, атмосферой и ближним космосом. Выделяются след. геосферы: магнит-ра, атм-ра, гидро-ра, лит-ра, земная кора, мантия и ядро. В связи с особенностями строения каждой из 3-х осн-х геосфер З.и разнообразием в них физ-х процессов и явлений.

Геофизика подразд-ся на 3 крупных обособляющихся на физику твердой земли (физику тв.тела Земли), физика гидросферы(гидрофизику) , физика атм-ры и ближнего космоса. По форме Земля - геоид, т.е. поверхностью, совпад-ей с невозмущенной поверхностью мирового океана и продолжит-ью под континентом. Геоид определенная фигура Земли, но суще-ют отличия от физ-ой пов-ти Земли. Геоид соответствует пов-ти равной значению силы тяжести(f=mg). Внутреннее строение Земли представляется последовательной схемой 3-х геосфер: 1.земная кора (h=5-75 км), 2.мантия(h=3000 км), 3.ядро(h=3300 км).