Upload
kashiroma
View
193
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ
1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
3. ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
4. ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
Каширо Маргарита Александровна,к.г.н., доцент кафедры географии,[email protected]
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ Особые формы материи, удерживающие гидросферу и атмосферу, поддерживающие процессы энергопереноса, необходимые для существования жизни на Земле, а также обеспечивающие связь в Земле макрообъемов массивов горных пород в единые системы геологических тел.
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы.
• Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения. При этом движение электрических зарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля. Конвективные или турбулентные движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в стационарном состоянии (динамо-эффект).
МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСА ЗЕМЛИ - точки в которых магнитное поле земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности)
По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост. Магнитное поле приобретает несимметричную форму с протяжённым шлейфом на ночной стороне Земли.
РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ
1 – внешний радиационный пояс Земли (высота до 40 000 км). 2 – внутренний радиационный пояс (высота до 30 000 км). 3 – магнитные силовые линии. 4– третий радиационный пояс обнаружен со спутников и образован межгалактическими космическими лучами (МГКЛ).
ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ• магнитное склонение,• магнитное наклонение,• напряженность.
НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ • Средняя напряжённость поля на поверхности Земли составляет около
0,5 эрстед (40 А/м) • Напряжённость магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э• У магнитных полюсов напряженность около 0,66 э. • В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий)
напряжённость резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЮСОВ
ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ :
• магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц.
• магнитное поле действует на химические процессы как катализатор, ускоряя процессы, в т.ч. на активизацию метаболических и ферментативных реакций в клетках.
• магнитное поле активно воздействует на растения, обеспечивая лучшее усвоение микроэлементов, увеличение зеленой массы и зерновой массы.
• повышение напряженности геомагнитного поля Земли приводит к активизации вирусов и бактерий
• воздействие магнитного поля на животных и человека благоприятно сказывается на их здоровье
КУРСКАЯ МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ – САМЫЙ БОЛЬШОЙ В МИРЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫЙ БАССЕЙН
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ
• Внутренняя сфера - поверхность Земли - заряжена отрицательно,
• Внешняя сфера – ионосфера (где содержится 500-1000 легких ионов) заряжена положительно.
• Изолятором (диэлектриком) служит плохо проводящая в ясную погоду воздушная среда - атмосфера Земли.
ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕЖДУ ИОНОСФЕРОЙ И ЗЕМЛЕЙ ПОСТОЯННО ПРОТЕКАЕТ ТОК, ВЕЛИЧИНА КОТОРОГО ДОСТИГАЕТ 2000 А (АМПЕР)
Напряженность электрического поля распределяется очень неравномерно по высоте:• она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В/м,• с высотой напряженность электрического поля уменьшается,• наибольших значений напряженность достигает в средних широтах, при
перемещении к полюсам и экватору снижается.
ПРОЯВЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА СТИМУЛИРУЮТСЯ ТАКИМИ ФАКТОРАМИ КАК• облака, • осадки, • метели, • туманы,• пыльные бури, • извержения вулканов, • выбросы промышленных предприятий.
ПРОЯВЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
• линейные молнии,• шаровые молнии, • огни Святого Эльма
ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ -силовое поле, обусловленное силой тяжести и центробежной силой, которая возникает вследствие суточного вращения Земли; незначительно зависит также от притяжения Луны и Солнца и других небесных тел и масс земной атмосферы. Так при приближении к экватору сила тяжести незначительно уменьшается (по этой причине запуски ракет и спутников в космос производят в высоких широтах).
ОСНОВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ ЕГО НАПРЯЖЕННОСТЬ ИЛИ УСКОРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
Напряженность гравитационного поля является равнодействующей между силой притяжения Земли и центробежной силой вращения Земли вокруг оси.
Единицей измерения является гал – ускорение в 1 см/с2.
Среднее ускорение силы тяжести на уровне моря равно 981 гал, или 981 см/сек2.
В связи с вращением Земли и ее сфероидальностью ускорение силы тяжести уменьшается от полюса к экватору. На полюсе оно равно 983 гал, на экваторе 978 гал.
На основании закона всемирного тяготения сила тяжести с высотой (с удалением от центра тяготения) уменьшается. С глубиной она сначала увеличивается до 1037 гал у границы ядра, а затем уменьшается до нуля в центре Земли.
ВЛИЯНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ• Гравитационное поле Земли является главной причиной, определяющей ее фигуру,
строение, наличие и толщину земной атмосферы, высоту гор и глубину впадин, скорость движения воды, воздуха, перемещения рыхлых горных пород, характер залегания полезных ископаемых, развитие органической жизни и т. д.
• Гравитационное поле Земли является первопричиной круговорота вещества в литосфере, атмосфере и гидросфере.
• Гравитационное поле влияет также на величину первой и второй космической скоростей, на форму орбит искусственных спутников Земли, на величину приливов и отливов.
• Для жизни Земли большое значение имеет взаимодействие гравитационного поля Земли с гравитационными полями Луны, Солнца, планет и Галактики в целом. Такие взаимодействия не ограничиваются только движениями Земли в мировом пространстве, но имеют более глубокие не вполне еще ясные влияния на геологическую историю и географические процессы.
АНОМАЛИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ — ВЫЯВЛЯЮТСЯ ПРИ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕГравиразведка применяется для решения широкого круга задач, связанных с исследованием глубинного строения Земли, по крайней мере, верхней мантии и земной коры, с региональным тектоническим районированием суши и океанов, поисково-разведочными работами на многие полезные ископаемые, изучением геологической среды. Так же гравиразведка применяется для поисков и разведки нефтяных структур, угольных бассейнов, рудных и нерудных полезных ископаемых.
ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ ФОРМИРУЕТСЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ СЛЕДУЮЩИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА:
• Солнечной энергии (1025),• Геотермической энергии (1021), • Механической энергии океанических приливов и
связанного с ними замедлением суточного вращения Земли (3*1019)
• Тепла, выделяемого при извержении вулканов и землетрясений (2,5*1018 и 1018 соответственно).
Температура земной поверхности на 99,5 % определяется потоком солнечного излучения, однако очень малая часть энергии проникает вглубь планеты. На глубинах 10-30 м роль Солнца становится ничтожной, поэтому изменение температуры в годовом ходе отсутствует.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ: • Геотермический градиент – величина изменения температуры при
перемещении вглубь Земли на 100 м. • Геотермическая ступень – глубина на которую нужно опуститься от
исходной, чтобы температура недр возросла на 10. • Средние по планете значения составляют 30С/100 м и 33 м.
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЗАВИСЯТ НЕ ОТ КЛИМАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА А ОТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ МЕСТНОСТИ
В некоторых районах Южной Африки, где сосредоточены мощные скальные породы геотермическая ступень достигает 110 м.
В районах геотермальных источников геотермическая ступень составляет всего 1,5 м
ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НЕОБХОДИМО ДЛЯ
• оконтуривания многолетнемерзлых и талых горных пород с различными тепловыми свойствами;
• изучения динамики подземных вод;• прогноза приближения забоя выработок обводненным зонам
и решения других задач.