Ekliptyka - Strona Główna · Sejsmologia jest nauką (działem geofizyki), zajmującą się badaniem mechanizmów powstawania i przebiegiem trzęsień ziemi, oraz procesów następczych,

Ekliptyka – wielkie koło na sferze niebieskiej, po którym w ciągu roku pozornie porusza się Słońce obserwowane z Ziemi.

Albedo

Albedo – stosunek ilości promieniowania odbitego do padającego. Jest parametrem określającym zdolność odbijania promieni przez daną powierzchnię

Odbijalność Ziemi nie jest wielkością stałą i jednakową w każdym miejscu Ziemi.

Odbijalność promieniowania słonecznego od Ziemi zależy między innymi od rodzaju podłoża, od pokrywy chmur, obecności pokrywy śnieżnej, obecności i stanu roślinności (pory roku). Ze względu na obecność lądolodów oraz pokrywy lodowej na morzach, w dużych szerokościach geograficznych albedo jest zatem znacznie większe niż w szerokości okołorównikowej.

Albedo może również zależeć od kąta, pod jakim promienie słoneczne padają na powierzchnię. Przykładem zależności współczynnika odbicia od kierunku jest refleks słońca.

(struktura)

Pierwsze pomiary przeprowadzone przez Newtona i Hughens`a wykazały, że jest ona elipsoidą obrotową, lekko spłaszczoną na biegunach.

Do opisu figury Ziemi stosuje się regularne powierzchnie matematyczne tak dobrane, aby jak najwierniej oddawały kształt geoidy. W 1984 roku przyjęto system WGS 84 (World Geodetic System 84), będący zbiorem parametrów elipsoidy, będącej punktem odniesienia do pomiarów w grawimetrii poszukiwawczej

– zbiór parametrów (z 1984) określających wielkość i kształt Ziemi

System ten definiuje elipsoidę, która jest generalizacją kształtu geoidy, wykorzystywaną do tworzenia map.

Elipsoida WGS-‐84

(struktura)

Pierwsze pomiary przeprowadzone przez Newtona i Hughens`a wykazały, że jest ona elipsoidą obrotową, lekko spłaszczoną na biegunach.

Do opisu figury Ziemi stosuje się regularne powierzchnie matematyczne tak dobrane, aby jak najwierniej oddawały kształt geoidy. W 1984 roku przyjęto system WGS 84 (World Geodetic System 84), będący zbiorem parametrów elipsoidy, będącej punktem odniesienia do pomiarów w grawimetrii poszukiwawczej

– zbiór parametrów (z 1984) określających wielkość i kształt Ziemi

System ten definiuje elipsoidę, która jest generalizacją kształtu geoidy, wykorzystywaną do tworzenia map.

Elipsoida WGS-‐84

spłaszczenie Ziemi wynosi 0,00335

powierzchnie odniesienia

promień równikowy i biegunowy

Powierzchnie odniesienia

Najprostszą bryłą matematyczną, najbardziej zbliżoną do kształtu geoidy, którą można opisać analitycznie jest elipsoida obrotowa. Jest to powierzchnia zamknięta, powstała z obrotu elipsy wokół małej osi symetrii. Rozmiary i kształt takiej elipsoidy określają:a – duża półoś, zwana równikową

b – mała półoś, zwana biegunową

W praktyce wykorzystuje się również inne wielkości wyrażające wzajemny stosunek półosi, a zwłaszcza:

biegunowe spłaszczenie elipsoidy mimośród (ekscentryczność)

Mimośród zawiera się w przedziale od 0 do 1, przy czym jest on równy zeru wtedy i tylko wtedy, gdy a=b

Elipsoida

GeoidaGeoida to bryła, której powierzchnia w każdym miejscu jest prostopadła do pionu wyznaczonego przez siłę ciężkości.

(powierzchnia równego potencjału)

Elipsoida o ustalonych wymiarach, zorientowana wewnątrz bryły ziemskiej tak, aby jej powierzchnia była najbardziej zbliżona do powierzchni geoidy, stanowi powierzchnię odniesienia.

Niestety powierzchnia geoidy na skutek nierównomiernie rozmieszczonych mas we wnętrzu Ziemi nie jest regularna w sensie matematycznym, dlatego nie można jej uznać za odniesienie do pomiarów i przedstawienia ich wyników oraz obliczeń.

KulaW nawigacji, podobnie jak i niektórych innych dziedzinachwiedzy można przyjąć Ziemię jako kulę o promieniurównym 6370 km. Traktując ziemię jako kulę można wprzybliżeniu wyznaczyć jej oś obrotu.

Przyjmuje się, że jest to prosta. Punkty przebicia tej prostej z powierzchnią ziemi nazywa się biegunami, gdzie biegun północny oznacza się literą N, a południowy literą S. Płaszczyzna prostopadła do osi obrotu Ziemi i przechodząca przez jej środek nazywa się płaszczyzną równika.

Płaszczyzna ta przecina się z powierzchnią kuli ziemskiej i tworzy koło wielkie zwane równikiem.

Promień równika równy jest promieniowi kuli. Wszystkie płaszczyzny równoległe do płaszczyzny równika przecinają powierzchnię kuli wzdłuż kół małych, noszących nazwę równoleżników. Wszystkie płaszczyzny przechodzące przez oś obrotu Ziemi i prostopadłe do płaszczyzny równika przecinają kulę wzdłuż kół wielkich zwanych południkami.

Geoida odzwierciedla właściwości fizycznej budowy Ziemi.

Odchylenie geoidy od przyjętej powierzchni odniesienia (elipsoidy), nazywamy undulacją.

Undulacje dzielimy na:

Kontynentalne,regionalne,lokalne.

Wszystkie one mają swoje źródło w niejednorodnościach masy Ziemi i struktury geologicznej, występującej na danym obszarze.

F=F(xi,t)

W Polsce geoida przebiega ponad elipsoidą a undulacja zmienia się od +23 m napółnocnym wschodzie do +48 m na południowym zachodzie.

246

Budowa wnętrza Ziemi

hipotezy – modele, które do dnia dzisiejszego są jeszcze nieustannie weryfikowane

Model geosferyczny wewnętrznej warstwowej budowy Ziemi

próby „zajrzenia” do jej wnętrza

odwierty

techniki sejsmiczne

Poszczególne warstwy geosfery są porozdzielane strefami przejściowymi (nieciągłościami), charakteryzującymi się zmianą prędkości propagacji fali sejsmicznej

Wyróżniamy m.in.: powierzchnię nieciągłości sejsmicznej Mohorovicicia (Moho), powierzchnię Conrada i powierzchnię nieciągłości sejsmicznej Golicyna

Skorupa ziemska składa się ze

W skorupie ziemskiej dominującymi związkami chemicznymi są: SiO2 i Al2O3

tlenki krzemu i glinu

skorupy kontynentalnej

ok. 37 km, zbudowana jest w górnej swojej części z powłoki skał osadowych i warstwy skał krystalicznych

skorupy oceanicznej

cieńsza od skorupy kontynentalnej. Składasię luźno powiązanej warstwy skałosadowych o miąższości od 300 do 500 m

Nieciągłość Mohorovicicia (MOHO), oddziela skorupę ziemską od płaszcza Ziemi. Jest ona zdefiniowana jako powierzchnia we wnętrzu Ziemi, gdzie prędkość fali sejsmicznej poprzecznej gwałtownie wzrasta lub przekracza 7,6 km/s

Obecnie skorupę ziemską definiuje się, jako warstwę powyżej nieciągłości Mohorovicicia. Poniżej, tzn. bliżej jądra Ziemi znajduje się płaszcz Ziemi. Płaszcz Ziemi stanowi ok. 83% objętości i ok. 67% całkowitej masy Ziemi.

Płaszcz został funkcjonalnie podzielony na:

Na granicy płaszcza dolnego i jądra zewnętrznego – płynnego, zachodzi wygaszenie fal poprzecznych i spadek prędkości fal podłużnych. Granicę tę nazwano skrótem CMB (ang. core-‐mantle boundary). Jądro wewnętrzne –stałe, zaczyna się na

głębokości 5100 km. Posiada wysokie przewodnictwo elektryczne. Składa się głównie z żelaza (90%) i niklu (2,5%) oraz tlenu, siarki węgla i krzemu.

Obecnie przyjmowany numeryczny model budowy wnętrza Ziemi PREM (Preliminary Reference Earth Model), publikowany jest jako tablice prędkości fal sejsmicznych, gęstości, modułów ścinania itp., w zależności od głębokości we wnętrzu Ziem.i

2

Przyspieszenie ziemskie osiąga maksimum na granicy płaszcz-‐jądro. Rozkład natężenia siły ciężkości we wnętrzu Ziemi odpowiadający modelowi PREM (poniżej)

Preliminary Reference Earth Model (PREM)

czyli

Wartość przyrostu temperatury z głębokością przyjęto nazywać pionowym gradientem temperatury. Częściej stosowana jest jego odwrotność zwana stopniem geotermicznym – jest to przyrost głębokości odpowiadający przyrostowi temperatury o jeden stopień.

Wykonane pomiary dla Polski wykazują, że północno-wschodnia charakteryzuje się znacznymi wartościami, rzędu 100 m/1C i dużym przewodnictwem wierzchnich warstw skorupy ziemskiej – reszta kraju znacznie mniejszymi wartościami, np. 40 m/1C

IzostazjaIzostazja jako teoria odnosząca się do zasady równowagi mas skalnych w litosferze, pojawiła się w geofizyce pod koniec XIX wieku za sprawą E.C. Duttona.

Teoria ta zakłada, że: na pewnej głębokości we wnętrzu Ziemi istnieje powierzchnia o jednakowym ciśnieniu – powierzchnia wyrównania izostatycznego,

poniżej tej głębokości ciśnienie rozchodzi się symetrycznie we wszystkich kierunkach.

Zatem, zgodnie z zasadami równowagi izostatycznej, nadwyżka masy w postaci np. masywu górskiego, musi być skompensowana mniejszą gęstością skał podściełających, leżących poniżej poziomu wyrównania.

Natomiast niedobór masy, np. baseny oceaniczne, wyrównywany jest poprzez zwiększenie gęstości skał podściełających, na głębokości mniejszej niż poziom wyrównania. Na podstawie ogólnych przedstawionych powyżej założeń, wysunięto dwie konkurencyjne hipotezy izostazji: hipotezę Airy`ego i hipotezę Pratta.

Hipoteza Ariy`ego opiera się na przeświadczeniu, że wyrównywanie wierzchniej

„dodatkowej” masy skorupy ziemskiej, odbywa się poprzez zatopienie „lekkiego korzenia” poniżej poziomu wyrównania

Natomiast hipoteza Pratta zakłada, że skorupa ziemska podzielona jest na szeregbloków o różnej gęstości, wznoszących się ponad jeden wspólny średni poziomwyrównania tym wyżej, im mniejsza jest ich gęstość. Zatem, masyw górski nie jestrównoważone przez

„korzeń”, ale poprzez mniejszą gęstość skał podściełających

Obie hipotezy, Airy`ego i Pratta, zakładały wyrównywanie ciśnienia w układzie litosfera – płaszcz Ziemi na poziomie wyrównania izostatycznego.

Trzecia koncepcja izostazji, izostazja fleksurowa, bierze pod uwagę sprężystość litosfery i tworzenie fleksury (wygięcia), o dużym promieniu pod wpływem dodatkowej masy, umieszczonej na powierzchni litosfery.

Ryft – typ rowu tektonicznego – powstaje wskutek rozciągania skorupy ziemskiej pod wpływem ruchów konwekcyjnych w astenosferze

Powstałe w ten sposób pęknięcie – ryft, zostaje z czasem wypełnione osadami, o mniejszej gęstości niż gęstość otaczających pęknięcie skał skorupy ziemskiej.Wyrównanie izostatyczne zmniejszonego obciążenia, powoduje wydźwignięcie

krawędzi rowu.

Dwa modele stref ryftowych. Model aktywny i model pasywny.

W modelu aktywnym zakłada się, że rozciąganie skorupy ziemskiej odbywa się na skutek aktywności termicznej w obrębie górnego płaszcza Ziemi (ruchy konwekcyjne), objawiającej się niekiedy występowaniem procesów wulkanicznych na jej powierzchni.

Model pasywny zakłada, że powstawanie ryftu i wydźwiganie jego krawędzi spowodowane jest jedynie procesami zachodzącymi w litosferze, pod wpływem mechanicznego jej rozciągania.

Sejsmologia jest nauką (działem geofizyki), zajmującą się badaniem mechanizmów powstawania i przebiegiem trzęsień ziemi, oraz procesów następczych, obejmujących powstawanie i propagację fal sejsmicznych.

W sejsmologii, miejsce powstawania trzęsienia ziemi nazywane jest ogniskiem trzęsienia (hipocentrum). W miejscu tym uwalniana jest energia, i przeważnie usytuowane jest ono w obszarze litosfery bądź górnego płaszcza. Epicentrum natomiast, nazywamy punkt na powierzchni Ziemi, położony bezpośrednio nad ogniskiem.

Sejsmologia

Czy można przewidzieć trzęsienie ziemi?

Program prognozowania łączy laboratoria badające porody skalne do,

podczas i po trzęsieniach ziemi.

Badają również aktywność wzdłuż granic płyt tektonicznych

Czy można je kontrolować?

Graph showing the relationship between the amount of waste injected into wells per month and the average number of Denver earthquakes per month

Some have suggested that pumping fluids into seismic gaps will cause small earthquakes while preventing large ones

Cień sejsmiczny