Historia i geometria Ziemi

i zmiany tej geometrii

(pływy)

Kowal Rafał
Lorynowicz Jacek

WGGiIŚ, GIP, Geodynamika

Historia Ziemi to około 4,6 mld lat,

historia litosfery to okres około 4,0 mld lat.

Badania Ziemi przez człowieka to zaledwie około

4 tysiące lat szacowane od pierwszych odkryć

geograficznych.

Formowanie się

superkontynentów

Przez bardzo długi okres czasu w

historii Ziemi istniał tylko jeden

superkontynent nazywany

Pangea.



Kenorland –superkontynent sprzed 2,5 mld lat;



Columbia –powstał przed 1,9-1,8 mld lat temu;



Rodinia, tworząca się 1,2-1,1 mld lat temu;



Pannocja –kontynent którego istnienie jest
prawdopodobne ale nie potwierdzone – około
600 mln lat;



Pangea 

Formowanie się

superkontynentów

Hipoteza Wegenera

Pierwszą teorią

zakładająca

wędrówkę

kontynentów

została

przedstawiona

przez Alfreda

Wegenera. Jego

hipoteza była

oparta na

podstawie kształtu

jak i rodzajów skał

na

odpowiadających

sobie wybrzeżach

kontynentów.

Cykl superkontynentalny

Cykl superkontynentalny (cykl Wilsona) jest to

proces wędrówki kontynentów który powtarza

się około 300-500 mln lat.

Pływy



Pływy

- astronomiczne zmienne w czasie odkształcenia powierzchni i

przemieszczenia masy wewnątrz obiektu astronomicznego, spowodowane
oddziaływaniem innego obiektu;



Rodzaj ze względu na obiekt:



Pływy morskie - największe i najbardziej regularne okresowe ruchy wód
oceanicznych, objawiające się powtarzającymi zmianami poziomu morza,
wywołane siłami przyciągania Księżyca i Słońca oraz siłami
bezwładnościowymi w układzie Ziemia–Księżyc–Słońce;



Pływy atmosferyczne - cykliczne zmiany wartości ciśnienia
atmosferyczne wywołane działaniem pól grawitacyjnych Słońca i Księżyca.

Pływy ze względu na wielkość

efektu:

Geodezyjne efekty zjawisk

pływowych

1.

zmiana wysokości elipsoidalnej (spowodowana odkształceniami

radialnymi skorupy ziemskiej),

2.

zmiana przyspieszenia siły ciężkości,

3.

zmiana wysokości ortometrycznej,

4.

zmiana wysokości normalnej,

5.

zmiana długości (są one rzędu s × 10

-8

, a więc nie ma potrzeby ich

uwzględniania w codziennych pomiarach geodezyjnych),

6.

zmiana kątów poziomych (poprawki pływowe kątów poziomych osiągają

wartości o kilka rzędów mniejsze od błędów pomiarowych),

7.

zmiana odchyleń pionu,

8.

zmiana różnic wysokości.

Zestawienie maksymalnych wartości

zmian wielkości geodezyjnych

Maksymalna poprawka

Wielkość

Księżyc

Słońce

Wysokość elipsoidalna (H)

33 cm

15 cm

Wysokość ortometryczna (H

o

)

(lub normalna)

36 cm

17cm

Wysokość geoidy nad elipsoidą (N)

69 cm

32 cm

Przyspieszenie siły ciężkości (g)

135 μgal

53 μgal

Odległość pozioma (s)

8.0 x 10

-8

s

3.7 x 10

-8

s

Odchylenie pionu (θ)

0.021’’

0.010’’

Różnica wysokości (Δh)

0.056

0.026

Metody wyznaczania pływów

Możemy wyróżnić cztery metody:

1.

Metoda stałej pływów (nieharmonicznych).

2.

Metoda jednakowych wartości pływów.

3.

Metoda różnic pływu.

4.

Metoda harmoniczna.

PUBLIKACJA

: Tidal Correction Using GPS -

Determination of the Chart Datum

Wilfried ELLMER, Patrick GOFFINET, Germany

Pomiary hydrograficzne zostały wykonane w celu określenie
poprawki pływów dwiema metodami:



Klasyczna – poprzez odczytanie wskaźników z stacji
odczytowej



GPS – wykorzystanie pomiarów nie tylko do określenia
poprawki ale także wysokości dna morza (echosonda, GNSS)

Podczas badań problemem okazała się odległość miejsca
wykonywanych pomiarów od stacji referencyjnej przez
niejasność fazy na dłuższych dystansach.

PUBLIKACJA

:

Earth Tide and Ocean loading tide- corrections, physical,influences of GPS-surveying



Pływy Ziemi powstają na skutek deformacji Ziemii Deformację tą wywołują którą
wywołują siły grawitacyjne Księżyca i Słońca;



Aby wyodrębnić wpływ Słońca i Księżyca na zachowanie Ziemi , Model Słońce-Ziemi
Księżyc możemy podzielić na dwa odrębne modele. To jednak suma oddziaływań
Księżyca i Słońca razem składa się na całkowity wpływ pływów na Ziemie;



Obserwacje GPS mogą zostać wykorzystane do określenia parametrów pływów.
Jedynie obserwacje nie odnoszące się do stałego odniesienia na Ziemi są wolne od
skutków ruchów;



Efektami pływów są zmiany mogące dochodzić do 60 cm globalnie oraz np. do 30cm
na Grenlandii. Z uwagi na niewielkie różnice przemieszczeń na niewielkich obszarach ,,
dla tych właśnie obszarów skutki ruchów pływowych mogą zostać pominięte;



Pływ oceaniczny jest to obciążenie na powierzchni Ziemi zmienne w czasie;



Tzw. Green function to reakcja powierzchni na obciążenie masą jednostkową;



Na Grenlandii wybrano 3 stacje monitorujące przemieszczenia wywołane ruchami
pływowymi. Przemieszczenie maksymalne dla tych stacji osiągnęło maksymalnie
różnice wynoszące około 15cm;



Model globalny Schwiderskiego jest popularnym modelem badania pływów
oceanicznych.

Pytania do kolokwium



Co to jest superkontynent ?



Wyjaśnić hipotezę Wegenera.



Jak dzielimy pływy?



Jakie są geodezyjne efekty zjawisk pływowych ?



Jakie mamy metody wyznaczania pływów ?

Dziękujemy za uwagę