KOLORY OZNACZAJĄ TESTY: A (czerwony), B (zielony), C (niebieski)

Jak i kiedy powstał wszechświat.

aktualnie powszechnie akceptujemy, że Wszechświat powstał w wyniku gigantycznej eksplozji tzw. wielkiego wybuchu około 1,65-10¹⁰ lat temu (16,5 miliardów lat) w wyniku którego ulega stałej ekspansji. Po wielkim wybuchu nastąpił bardzo krótki okres którego przebiegu na dziś nie jesteśmy w stanie poznać - tzw. Plankian. Po Plankianie występuje Gamowian, który trwa aż do powstania systemu słonecznego, czyli kończy się 4,7-10⁹ lat temu. We wczesnym Gamowianie 4 siły przyrody stanowiły jedną „supersilę. W miarę rozszerzania się Wszechświata opadała temperatura, malała masa cząstek elementarnych, siły różnicowały się na osobne. Następnie pojawia się okres inflacji, w którym Wszechświat nagle się poszerza do 10 cm. Po tym okresie Wszechświat poszerza się z prędkością określoną stałą Hubbla. W miarę spadku temperatury z promieniowania powstawała materia (cząstki elementarne), które stopniowo się stabilizowały, co w dalszej kolejności doprowadziło do formowania się gwiazd i galaktyk. Pierwsze powstawały kwarki i antykwarki. Połączenie kwarków spowodowało powstanie protonów, neutronów i mezonów.

Co to jest galaktyka

To bardzo liczne zbiory gwiazd powiązanych ze sobą oddziaływaniami grawitacyjnymi, zazwyczaj o bardzo złożonej budowie. Wyróżnia się galaktyki eliptyczne zawierające od l O⁶ do l O¹² gwiazd (60% wszystkich galaktyk), galaktyki spiralne zawierające od l O¹⁰ do l O¹¹ gwiazd (30% galaktyk) i galaktyki nieregularne (10% galaktyk). Rozkład galaktyk we Wszechświecie nie jest równomierny.

Dalsza ewolucja wszechświata

Są dwie hipotezy: wg pierwszej, jesli zostanie przekroczona krytyczna gęstość to ekspansja wszechświata zostanie zahamowana, siły grawitacji zyskają przewagę i rozpocznie się proces „kurczenia" doprowadzając w końcu do gigantycznej katastrofy - zapadnięcia się (kolapsu). Materia w tym stanie jest skrajnie niestabilna co może doprowadzić do kolejnej eksplozji typu np. wielkiego wybuchu. W ten sposób można stosunkowo łatwo tłumaczyć np. cykliczność wielkich wybuchów w Kosmosie. Wg. drugiej: jeśli zaś Wszechświat tej krytycznej gęstości nie przekroczy wówczas ekspansja trwać będzie stale, co w konsekwencji wywoła odpowiedni spadek temperatury i zakończy się tzw. „śmiercią cieplną'* przy odpowiednio małej gęstości materii.

Jak i kiedy powstał układ słoneczny

Hipotezy dotyczące powstania układu słonecznego można podzielić na katastroficzne (np. zderzenie komety ze Słońcem powoduje oderwanie masy i powstanie układu słonecznego lub eksplozja supernowej) i ewolucyjne, aktualnie akceptowane, które przyjmuje, że powstanie układu planet wokół gwiazdy następuje w wyniku określonego procesu fizycznego. Mgławica słoneczna powstała przez odłączenie się pyłu i gazu kosmicznego z większej chmury molekularnej spiralnego ramienia galaktyki Drogi Mlecznej. Z mgławicy tej grawitacyjnie uformował się dysk w środku którego powstało Słońce.

Współcześnie wiemy, że układ słoneczny powstał 4,7 • l O⁹ lat temu - powstała wolno wirująca mgławica gazów i pyłów (rys. 5). Przekształciła się ona następnie (w wyniku grawitacji i rosnących sił odśrodkowych) w formę dysku, w którym cięższe stałe cząsteczki (pył) układały się bliżej środka tworząc protosłońce, lżejsze zaś gazy i pyły w dalszej odległości. W wyniku zaburzeń gęstości w mgławicy słonecznej powstawały wpierw zarodki (simale) planetarne tworzące jądro planet o początkowych rozmiarach od metra do kilku kilometrów. W wyniku grawitacji i zderzeń oraz łączeń przyciągały one dalszy materiał i rosły aż do wielkości planet. W ten sposób pierwotna mgławica słoneczna podzieliła się na 9 lub 10 koncentrycznych pierścieni w odpowiednich odległościach od Słońca. W początkowej fazie aktywności Słońca wyrzucane z niego były znaczne masy gazów, których efektem było, że simale planet wewnętrznych pozbawione zostały swych pierwotnych obłok gazowych. Większe jądra planet (Jowisza, Saturna) przechwytywały dodatkowo duże ilości gazu z mgławicy pierwotnej.

Co to jest gwiazda

Gwiazdą nazywamy obiekt w przestrzeni, w którym nastąpiło takie zagęszczenie masy i zmniejszenie objętości w jej środku, że wystąpił odpowiedni wzrost temperatury (>10⁶K) pozwalający na zapoczątkowanie jądrowej reakcji fuzji. Gwiazdy w Kosmosie grupują się w gromady i w galaktyki. Przy czym pod pojęciem galaktyki rozumiemy bardzo liczne zbiory gwiazd powiązanych ze sobą oddziaływaniami grawitacyjnymi, zazwyczaj o bardzo złożonej budowie. Wyróżnia się galaktyki eliptyczne zawierające od l O⁶ do l O¹² gwiazd (60% wszystkich galaktyk), galaktyki spiralne zawierające od l O¹⁰ do l O¹¹ gwiazd (30% galaktyk) i galaktyki nieregularne (10% galaktyk).

Prawo Hubble'a

Określa wielkosć przesunięcia ku czerwieni wszystkich linii i pasm w widmach obserwowanych galaktyk. Przesunięcie to jest wprost proporcjonalne do odległości.

gdzie: λ₀ - obserwowana dłg. fali, λ_e - emitowana dłg. fali, c - prędkość światła w próżni, H - stała Hubble'a =50 [km/s•Mps

efekt Dopplera oznacza, że Wszechświat stale rozszerza się z prędkością wzrastającą wraz z odległością od nas. Ta prędkość v jest znaczna i wynosi dla odległości d=10 Mps (l parsek = 3,085*10¹⁶m) v = 500 kms'¹, a dla d=100 Mps v = 5000 kms"¹ gdyż: v = Hd gdzie: H - stała Hubble'a =]. Odkrycie to spowodowało, że aktualnie powszechnie akceptujemy, że Wszechświat powstał w wyniku gigantycznej eksplozji około 1,65-10¹⁰ lat temu (16,5 miliardów lat) w wyniku którego ulega stałej ekspansji.

Jak i kiedy powstała Ziemia

Są dwie teorie: 1. katastroficzna, wg. której Ziemia powstała w wyniku oderwania ze słońca materii w wyniku uderzenia asteroidy. 2: ewolucyjna, wg. której nasza planeta powstała w około tym samym czasie co słońce czyli 4,7*10⁹ , gdy z mgławicy wyłoniła się gwiazda a z resztek powstały simalle planet (o rozmiarach od kilku km do setek, po usunięciu gazu) które z czasem koncentrowały masę i rosły do wielkości planet.

Co to jest wszechświat

Wszechświat (Kosmos) to przestrzeń, wypełniająca ją materia w tym wszystkie ciała (a także energia) która w jakikolwiek sposób w przeszłości, obecnie lub w przyszłości jest w stanie oddziaływać na nas lub na którą kiedykolwiek mogliśmy, możemy lub będziemy mogli oddziaływać. Bardziej popularnie to ujmując możemy określić, że jest to przestrzenny zbiór wszystkich istniejących i nas otaczających obiektów fizycznych, cała materia, wszystkie formy energii i wszystkie obiekty niematerialne (np. czas).

Reakcje jądrowe zachodzące w gwiazdach

¹H+¹H→²H+ / 2H+1H→3He+γ / 3He+3He→4He+1H+1H (zapalanie wodoru)

Proces 3α (t>10⁸ K): 3α→12C+nγ (wypalanie helu)

Cykl CNO: 12C+1H→13N+γ / 13N→13C+β⁺+ν / 13C+'H→14N+γ / 14N+'H→15O+γ / 15O→15N+ β⁺+ν / 15N+'H→12C+4He (wzbogacanie w nowe pierwiastki)

Prawo Titiusa-Bodego

promienie orbit kolejnych planet układu słonecznego wzrastają potęgowo r_k=a+b2^k ; r_k= r₀p^k - współcześnie r_o = współczynnik, p - zależy od sposobu ustalania k ,

k - kolejny numer planety

Wnioski: 1) układ orbit planet wydaje się być określony końcowym stadium akreacji, kiedy simale planetarne osiągnęły już odpowiedni rozmiar i oddziaływały grawitacyjnie w odpowiednio malejącym polu grawitacyjnym słońca.2) Zmiana p w prawie T-P może być wywołana równym czasem powstawania planet gazowych i skalistych układu słonecznego 3) Jeśli siła grawitacji Jowisza zapobiegła akreacji asteroidów w planetę to musiał on powstać odpowiednio wcześnie 4) orbita plutona nie planuje , musiał on powstać w wyniku innych procesów (np. wychwycony przy przechodzeniu komety)

Geoida

Powierzchnia ekwipotencjalna potencjału siły ciężkości, która odpowiada średniemu poziomowi oceanów. Jest to powierzchnia odniesienia w pomiarach grawimetrycznych. Geoidy nie da się opisać matematycznie, dlatego do określenia kształtu Ziemi używa się pojęcia elipsoidy obrotowej. Geoida odchyla się od sferoidy (undulacje). W (x, y, z)=const. (rodzina pow. koncentrycznych)

Undulacje geoidy

To odchylenia geoidy od sferoidy. Wielkość undulacji odzwierciedla odstępstwa od teoretycznie wyliczonej dla sferoidy budowy ziemi - jej składu, którego zmiany powodują owe undulacje. Ze względu na głębokość źródła anomalii wyróżnia się undulacje: kontynentalne (wywołane zmianami gęstości w płaszczu i wewnątrz Ziemi), regionalne (wywołane zmianami na granicy skorupa - płaszcz zewn.), lokalne (związane z lokalnymi strukturami)

Wartość normalna siły ciężkości

To wartość siły ciężkości obliczona przy pomocy teoretycznych wzorów, przy założeniu równomiernego rozmieszczenia mas wewnątrz ziemi. Jest to wartość wynikająca ze wzoru na potencjał normalny - wartość teoretyczna na poziomie odniesienia. Na biegunach: 9,78 m/s2, na równiku 9,83

Anomalia siły ciężkości

Anom. s. c. w punkcie X na poziomie odniesienia to różnica pomiędzy pomierzoną wartością s. c., zredukowaną do poziomu odniesienia g_o, a wartością normalną na tym poziomie odniesienia γ_o: Δg_o=g_o- γ_o. Jeśli anomalia jest dodatnia do występuje nadmiar gęstości. Są: anomalie wolnopowietrzne (Δg_o^') oraz anomalie Bougera (Δg_o^'').

Redukcje pomiarów siły ciężkości (co to jest i dlaczego trza je wykonywać)

Redukcje wykonuje się w celu przeliczenia wartości siły c. na poziom odniesienia. Aby to zrobić trzeba uwzględnić poprawki: wolnopowietrzną Fay'a δ_1g (=0,3086h [mGal]), popr. uwzgl. masę pośrednią δ_2g (=-0,0419ς[mGal]), topopgraficzną δ_3g, lunisolarną δ_4g.

Po co stosuje się 2 pochodne s.c. w badaniach geolog.

Pozwalają wykrywać w grawimetrii stosowanej płytko zalegające zaburzenia gęstości i niejednorodności górotworu (np. pustki, kawerny, uskoki) [s^-2]. Są pochodne: gradientowe, krzywiznowe oraz tzw. poziomy gradient s. c. w dowolnym kierunku S

Koncepcja równowagi izostatycznej Airy'ego

Według niego wszystkie bloki skał na Ziemi mają mniej więcej taką samą gęstość (2,73 g/cm³). Ów bloki skorupy pływają po półpłynnej astenosferze, i są w niej zanurzone w te sposób, iż im wyższy blok tym głębiej jest on zanurzony (proporcjonalnie) W związku z tym pod kontynentami są tzw. korzenie skorupy, a pod morzami - antykorzenie skorupy. Airy założył także iż na pewnej głębokości musi występować wyrównanie ciśnień (poziom kompensacji). Naciski na tych głębokościach są jednakowe we wszystkich kierunkach, a stan materii jest lepko - plastyczny. Teorie Airy'ego zmodyfikowali: Heiskanen i Veining.

Zasada działania grawimetru astatycznego

Mierzy s. c. względnie. Odznacza się bardzo długimi okresami drgań, masa zawieszona znajduje się w stanie równowagi chwiejnej. Są czułe na bardzo małe zmiany s. c., która powoduje znaczne wychylenia ze stanu rownowagi. Dokładność 0,01 mGala.

Zadania i metody interpret. jakościowej w grawimetrii

Zadania: lokalizowanie obszarów anomalnych, określanie stref wyżów i niżów grawimetrycznych, oddzielanie anomalii lokalnych i regionalnych

Metody: Polega na wyodrębnianiu anomalii lokalnych z tła anomalii pomierzonych specjalnymi metodami.

Zadania i metody interpretacji ilościowej w grawimetrii

Polega na tym aby w oparciu o przebieg anomalii oszacować parametry ciała zaburzającego (kształt, głębokość zalegania, różnice gęstości). Podstawą interprestacji ilosciowej jest znajomość teoretycznie obliczonych anomalii dla ciał o znanym kształcie.

Metody: interpretacja pośrednia i bezpośrednia, doboru (monogramy), punktów charakterystycznych, analizy częstotliwości, całkowe.

Niejednoznacznosć interpretacji ilościowej w grawimetrii + możliwość jej ograniczenia

Występuje w tej analizie zbyt dużo niewiadomych, dlatego aby ograniczyć ich ilość stosuje się zakres zmienności. Przyjmuje się za znane: kształt ciała zaburzającego (po dopasowaniu do wzorca), zasięg głębokościowy ciała, znana jest najcześciej różnica gęstości. W ten sposób można ograniczyć się do kilku alternatyw. Dla potwierdzenia stosuje się inne metody.

Pole niedipolowe ziemskiego pola magnetycznego.

Rzeczywiste pole m. ziemi lepiej opisuje dipol umieszczony w środku Ziemi, tworzący z jej osią obrotu kąt 11,5º. Jego pole to ok. 90% pola stałego. Pozostałe 10% to pole niedipolowe o nieregularnym rozkładzie na powierzchni ziemi.

Zasada działania i budowa magnetomertu protonowego

Słuzy do pomiaru całkowitego wektora indukcji magnet. Ziemi - T. Zbudowany jest pojemnika z cieczą, otoczonego solenoidem (cewką). Jeśli w cewce otaczającej pojemnik z cieczą popłynie wysokie napięcie, to spolaryzuje ono elektrony znajdujące się w ów cieczy zgodnie z kierunkiem przyłożonego pola, zaczną one krążyć i zarazem precesować. Zgodnie z warunkiem Larmara: natężenie pola magnet. jets wprost proporcjonalne do Hz precesji.

Magnetosfera

Jest to obszar ziemskiego pola magnetycznego składającego się z następujących regionów: magnetosfery wewn, magneto. zewn., magnetopauzy. Magnetosfera jest asymetryczna (skompresowana od strony słońca i wydłużona zgodnie z wiatrem słonecznym)

Wykorzystanie badań paleomagnetycznych

Paleomagnetyka wykorzystuje wektor pozostałości magnetycznej w skałach. Wykorzystanie: pozwala poznać przeszłość pola magnetycznego Ziemi a także dzięki korelacji samej Ziemi; tłumaczą dipolowy charakter pola m. oraz inwersyjność w różnych epokach; są podstawą do analizy przesunięć płyt i mikropłyt wzgl. siebie; pomiar inklinacji i deklinacji dawnego pola m. umożliwia obliczenie położenia tworzenia się płyty kontynentalnej; szacowanie szybkości dryfu pły; wyznaczanie wieku badanej skały (z korelacją)

Rozkład wektora ziemskiej ind. magnet. na składowe.

X - północ geograficzna / D - deklinacja / J - inklinacja / T - wektor natężenia ziemskiego pola magnetycznego [A/m] (na równiku=22,28, bieguny: N=50,45, S=53.63). / Hp - składowa pozioma wektora T / Z - składowa pionowa wektora T.

Co to jest NRM skały i jak ją mozna wyznaczyć ?

Naturalna pozostałość magnetyczna (NRM) to pozostałość magnetyczna jaką uzyskują skały zawierające minerały magnetyczne w trakcie swej historii geologicznej. Pod pojęciem NRM rozumie się pozostałość magnetyczną przed jakimkolwiek rozmagnesowaniem skały w labolatorium. Składa się ze składowej pierwotnej (z okresu powstawania) oraz składowej wtórnej (powstałej w czasie historii geolog. skały). NRM możemy wyznaczyć działając polem magnetycznym o zmiennej amplitudzie, ogrzewając a następnie ochładzając próbkę, działać na próbkę chemicznie.

Rodzaje pozostałości magnet.: termiczna pozost. magnet. (TRM), parcjalna TRm (pTRM), izotermiczna pozost. magent. (IRM), lepka pozost. magnet (VRM), pozost. magnet. detrytyczna (DRM), chemiczna (krystalizacyjna) pozost. magnet. (CRM).

Anomalia magnetyczna

Miarą anomalii w danym punkcie na powierzchni ziemi jest różnica między zmierzoną w tym punkcie wartością danej składowej z wartością narmalną obliczoną z wzoru.

Wielkości opisujące ziemskie pole cieplne.

Rozkład pola cieplnego Ziemi zależy do: temperatury powierzchni ziemi, gradientu geotermicznego (G, zmiana temp. na jednostkową zmianę głębokości), stopnia geotermicznego (H=1/G, zmiana głębokości na jednostkę przyrostu temp.), gęstości strumienia cieplnego (Q, ilość ciepła przepływającego przez jednostkową powierzchnię w jednostce czasu), prędkość (moc) generowania ciepła (ilość ciepła wytworzona w jednostce objętości skalnej na jednostkę czasu)

Hipotetyczne źródła stacjonarnego pola cieplnego Ziemi.

1. Ziemia powstawała jako ciało gorące i ulega ochładzaniu. 2. Ziemia narastała ze zbitków materii, i w związku z tym podczas zderzania się cząstek wydzielało się ciepło (ale małe ilości) oraz zagęszczała się materia i następowała konsolidacja (wzrost ciśnienia wytwarzał ciepło, lecz też małe ilości). 3. Wewnętrzne źródła ciepła: rozpad pierwiastków promieniotwórczych. 5. Zwalnianie prędkości obrotowej Ziemi. 6. Ciepło wytwarzane w procesie dyferencjacji magnet. Ziemi.

Zależność gęstości strumienia cieplnego od wieku skał

Strumień ciepła - jest to ilość ciepła przechodząca przez przekrój poprzeczny w jednostce czasu. Im skała starsza tym gorzej przewodzi ciepło. Dowód: najmniejsze wartości strumienia w pobliżu ryftu

Jak można wyznaczyć gęstość strumienia cieplnego

1. W warunkach ustalonej równowagi cieplnej (stacjonarnego strumienia ciepła lambda). 2 W warunkach nieustalonej równowagi cieplnej (niestacjonarny przepływ ciepła). 3 Halosymetryczna (wyznaczanie lambda)

Właściwości cieplne skał.

1. Współczynnik przewodności cieplnej (własność skały określająca jej zdolność do przewodzenia ciepła). 2. Ciepło właściwe (ilość ciepła potrzebna do podniesienia o 1 K. Określa zdolność skały do gromadzenia energii. 3. Współczynnik przewodności temperaturowej (zdolność skały do strat ciepła w wyniku przewodności)

Co to jest izochrona ²⁰⁷Pb-²⁰⁶Pb i jak można ja wyznaczyć

Metoda zakłada początkowy stały stosunek izotopów Pb dla różnych minerałów. Dlatego też metoda jest wiarygodna dopiero gdy okaże się iż we wszystkich badanych próbkach była taka sama zawartość izotopów Pb oraz gdy istnieje pewność że do badanych próbek nie dostał się U i Pb z zewnątrz. Metoda ta pozwala określić kiedy zaczęły formować się planety i ciała podobne. Odnosi się to w praktyce do badania meteorytów kamiennych i żelaznych.

Co to jest izochrona ⁴⁰K-⁴⁰Ar i jak można ja wyznaczyć

Metoda ta zakłada stały stosunek izotopów Ar w skale = 295,5. Jeśli ten warunek jest spełniony to można wyznaczyć wiek zarówno pojedynczego minerału jak i skały. Metoda nadaje się do wyznaczania skał względnie młodych oraz historii termicznej skał. Problemy: Ar jest gazem i w związku z tym łatwo ulega migracji ze skały oraz badanej próbki.

Co to jest izochrona ⁸⁷Rb-⁸⁷Sr i jak można ja wyznaczyć

Metoda ta zakłada stały początkowy stosunek izotopów Sr dla różnych minerałów w skale, wiek można wyznaczyć bez jakichkolwiek założeń. Wartość wskazuje czy próbka pochodzi z przetopionej skały czy ze skał głębinowych. Problemy: Rb i Sr są mobilne, łatwo wymywane ze skały i ie występują we wszystkich rodzajach skał (wapieniach , skałach ultrazasadowych). Metody tej nie można stosować do skał młodych ze względu na duży błąd.

Izochrona Sm - Nd

Co to jest pozorny opór właściwy skały.

4

made by DULU

X

Z

D

Hp

J

Y

T

pn. manget.

pn. geogr.

---