Wykład I
Budowa Ziemi:
- atmosfera
- skorupa ziemska
- płaszcz Ziemi
- jądro zewnętrzne
- jądro wewnętrzne
Rozchodzenie się fal sejsmicznych
Fale sejsmiczne są rozchodzącymi się we wnętrzu Ziemi i na jej powierzchni falami sprężystymi, wywołanymi przez czynniki naturalne (trzęsienia ziemi) lub antropogeniczne, niekiedy wywołane sztucznie w celach badawczych.
L - fale powierzchniowe, rozchodzą się głównie wzdłuż powierzchni Ziemi.
P - fale podłużne
S - fale poprzeczne
Na granicy ośrodków o różnych właściwościach fizycznych fale objętościowe ulegają załamaniu i odbiciu, zjawiskom tym towarzyszy zaburzenie obydwu rodzajów fal (poprzecznych i podłużnych).
Zmiana prędkości fal sejsmicznych zachodzi zwłaszcza w wąskich strefach (nieciągłościach) rozdzielających geosfery, np.: skorupa ziemska, płaszcz Ziemi, jądro Ziemi.
Budowa skorupy ziemskiej
Jej grubość waha się od 5 - 80km.
- ocean
- warstwa osadowa
- warstwa granitowa (sial - składa się z krzemionki i glinu, znajduje się tylko pod kontynentami)
- warstwa bazaltowa (sima - składa się z krzemionki i magnezu, znajduje się zarówno pod kontynentami, jak i pod oceanami)
- płaszcz Ziemi
Magnetyzm Ziemi
Deklinacja magnetyczna - kąt różnicy w danym miejscu na powierzchni Ziemi pomiędzy kierunkiem północy geograficznej a rzeczywistymi wskazaniami kompasu. Wywołana jest nie tylko położeniem bieguna magnetycznego Ziemi w innym miejscu niż biegun geograficzny, ale także lokalnymi warunkami magnetycznymi, jak np.: położeniem niektórych rud żelaza. Jest parametrem zmiennym nie tylko ze względu na miejsce pomiarów, ale także z powodu stałego przemieszczania się magnetycznego bieguna Ziemi.
Inklinacja magnetyczna - kąt zawarty między płaszczyzną pozioma w danym punkcie a osią swobodnie zawieszonej igły magnetycznej. Na równiku wartość inklinacji wynosi 0◦, a na biegunach magnetycznych 90◦, dlatego też na biegunach nie da się używać busoli magnetycznej.
Pasy Van Allena - zwane też pasami radiacyjnymi, są obszarami intensywnego promieniowania. Otaczają Ziemię i składają się z naładowanych cząstek o wielkiej energii - głównie elektronów i protonów - schwytanych w pułapkę przez ziemskie pole magnetyczne, w którym poruszają się one po trajektoriach zbliżonych do spiralnych.
Strumień cieplny Ziemi - ilość energii cieplnej przepływającej z wnętrza Ziemi ku jej powierzchni, mierzona w jednostce czasu na jednostkę powierzchni. Źródłem ciepła struktura wewnątrz Ziemi i procesy fizyczne w niej zachodzące. Gradient geotermiczny przeciętnie wynosi 30◦C na km głębokości.
Przyciąganie ziemskie - siła skierowana ku środkowi Ziemi. Ciężar ciała zależy od szerokości geograficznej - na równiku jest najmniejszy, a na biegunach największy.
Siła odśrodkowa - siła skierowana na zewnątrz od osi obrotu Ziemi. Jest największa na równiku i jest przeciwnie skierowana do siły grawitacyjnej.
Wartość przyciągania ziemskiego w danym miejscu na sferoidzie jest nazywana wartością teoretyczną dla danego punktu.
Anomalia grawitacyjna - różnica między teoretyczną wartością przyciągania ziemskiego, a wartością zmierzoną w danym punkcie (za pomocą grawimetru). Jest ona ujemna nad górami i wyżynami, a zerowa lub dodatnia nad oceanami.
Izostazja - stan równowagi mas w skorupie ziemskiej, którego zakłócenia wyrównuje się przez izostatyczne ruchy skorupy.
Teoria Airy'ego: różne części litosfery mają taką samą gęstość, ale różną miąższość.
Teoria Pratt'a: różne części litosfery mają różne gęstości.
Ustąpienie lodowca powoduje podnoszenie lądów.
Kształt Ziemi (elipsoida obrotowa spłaszczona)
Geoida - jest teoretyczną powierzchnią, na której potencjał siły ciężkości Ziemi jest stały, pokrywającą się ze swobodnym poziomem mórz otwartych i przedłużoną umownie pod powierzchnią lądów. Jej powierzchnia jest prostopadła do kierunku siły grawitacji.
Ruch Ziemi
- ruch obiegowy (po orbicie, ma kształt elipsy, trwa 1 rok)
- ruch obrotowy (powoduje go istnienie siły Coriolisa, która powoduje m.in. odchył wiatrów)
- ruch procesyjny (ruch osi obrotu Ziemi, która w ciągu 25700 lat zakreśla powierzchnie boczną stożka)
- pod wpływem sił przyciągania, głównie pomiędzy Słońcem, Ziemią i Księżycem.
Prędkość ruchu Ziemi
Nie jest wielkością stałą - w perihelium (odległość najbliższa Słońcu) - porusza się szybciej, zaś w aphelium (odległość najdalsza Słońcu) - porusza się powoli.
Ruch obrotowy ze wschodu na zachód trwa 24 godziny. Prędkość kątowa każdego punktu na powierzchni Ziemi jest stała. Ruch obrotowy powoduje istnienie siły Coriolisa. Jej wynikiem jest odchył wiatrów w kierunkach południkowych na półkuli północnej a na półkuli południowej w lewo.
Ruch represyjny polega na ruchu osi obrotu Ziemi, zakreśla powierzchnię boczną stożka, w wyniku tego ruchu oś ziemska jest nachylona ku Słońcu w pewnych okresach w perihelium w innych w aphelium.
1