Меню

Единица измерения колебаний земной коры это



Колебательные движения земной коры

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Колебательные движения земной коры» в других словарях:

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость колебательных движений земной коры от сотых долей мм до нескольких см в год. Были выделены в кон. 19 в. Г.… … Большой Энциклопедический словарь

колебательные движения (земной коры) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN warping movements … Справочник технического переводчика

колебательные движения земной коры — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость колебательных движений земной коры от сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Были выделены … Энциклопедический словарь

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость К. д. з. к. от сотых долей мм до неск. см в год. Были выделены в кон. 19 в. Г. К. Джильбертом под назв.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Вертикальные движения земной коры — движения земной коры, вызывающие перемещение земной поверхности в перпендикулярном направлении к ней, то есть параллельном радиусу Земли (поэтому они иногда ещё называются радиальными). Обычно именуются колебательными движениями земной… … Большая советская энциклопедия

Горизонтальные движения земной коры — тангенциальные движения земной коры, движения, происходящие в направлении, параллельном (касательном) земной поверхности. Противопоставляются вертикальным (радиальным) движениям коры (см. Колебательные движения земной коры). Проявлениями… … Большая советская энциклопедия

Волновые движения земной коры — волнообразно колебательные движения земной коры, сопряжённые длительные поднятия и опускания смежных участков земной поверхности. На платформах ширина зон поднятий и опусканий составляет 500 600 км, в геосинклинальных и орогенных поясах… … Большая советская энциклопедия

Вековые колебания земной коры — медленные длительно протекающие поднятия и опускания земной поверхности, вызванные вертикальными движениями земной коры. См. также Колебательные движения земной коры … Большая советская энциклопедия

ДВИЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ — механические (в основном) перемещения в земной коре и в верхней мантии (тектоносфере), вызывающие изменение структуры геол. теч. Д. т. обычно отражаются в рельефе земной поверхности. Они связаны с физико хим. процессами, происходящими на разных… … Геологическая энциклопедия

ДВИЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ — общее назв. вертикальных движений земной коры разл. знака, разных масштабов, площадного распространения, разл. скоростей и амплитуд, изменяющих с течением времени эти свои параметры и не создающих складчатых структур. Термин Д. т. к. впервые… … Геологическая энциклопедия

Источник

Движение земной коры: определение, схема и виды

Поверхность Земли постоянно изменяется. В течение своей жизни мы замечаем, как движется земная кора, изменяя природу: осыпаются берега рек, образуются новые рельефы. Все эти изменения мы видим, но есть и такие, которые нами не ощущаются. И это к лучшему, ведь сильные движения земной коры способны вызывать сильнейшие разрушения: примером таких сдвигов являются землетрясения. Скрытые в недрах Земли силы способны перемещать континенты, пробуждать спящие вулканы, полностью изменять привычный рельеф, создавать горы.

Активность земной коры

Основная причина активности земной коры – это процессы, происходящие внутри планеты. Многочисленные исследования показали, что в некоторых участках земная кора более устойчива, а в других – подвижна. На основании этого была разработана целая схема возможных движений земной коры.

Типы движения коры

Движения коры могут быть нескольких типов: ученые их разделили на горизонтальные и вертикальные. В отдельную категорию внесли вулканизм и землетрясения. К каждому виду движения земной коры относят определенные типы смещения. Горизонтальные включают разломы, прогибы и складки. Движения происходят очень медленно.

К вертикальным типам относят поднятие и опускание грунта, увеличение высоты гор. Эти смещения происходят медленно.

Землетрясения

В отдельных уголках планеты происходят сильные движения земной коры, которые мы называем землетрясениями. Они возникают в результате толчков в глубинах Земли: за доли секунд или секунды земля опускается или поднимается на сантиметры или даже метры. В результате колебаний происходит изменение расположения одних участков коры относительно других в горизонтальных направлениях. Причиной движения является разрыв или смещение земли, происходящий на большой глубине. Это место в недрах планеты называют очагом землетрясения, а эпицентр находится на поверхности, где люди ощущают тектоническое движения земной коры. Именно в эпицентрах происходят самые сильные толчки, идущие снизу вверх, а затем расходящиеся в стороны. Сила землетрясений измеряется в баллах – от одного до двенадцати.

Наука, изучающая движение земной коры, а именно землетрясения – это сейсмология. Для измерения силы толчков применяют специальное устройство – сейсмограф. Он в автоматическом режиме измеряет и записывает любые, даже самые маленькие колебания земли.

Шкала землетрясений

При сообщениях о землетрясениях, мы слышим упоминание о баллах по шкале Рихтера. Единица ее измерения – это магнитуда: физическая величина, обозначающая энергию землетрясения. С каждым баллом сила энергии возрастает почти в тридцать раз.

Но чаще всего применяется шкала относительного типа. Оба варианта оценивают разрушающее действие толчков на постройки и людей. По этим критериям колебания земной коры от одного до четырех баллов практически не замечаются людьми, правда, могут раскачиваться люстры на верхних этажах здания. При показателях от пяти до шести баллов на стенах зданий возникают трещины, лопаются стекла. При девяти баллах рушится фундамент, падают линии электропередач, а землетрясение в двенадцать баллов способно стереть целые города с лица Земли.

Медленные колебания

Во время ледникового периода окутанная льдами земная кора сильно прогнулась. По мере таяния ледников поверхность стала подниматься. Увидеть происходящие в древние времена события можно по береговой линии суши. Из-за движения земной коры география морей изменялась, формировались новые берега. Особенно четко видны изменения на берегу Балтийского моря — и на суше, и на высоте до двухсот метров.

Сейчас под большими массами льда находятся Гренландия и Антарктида. По данным ученых, поверхность в этих местах прогнута почти на треть толщины ледников. Если предположить, что когда-нибудь придет время и льды растают, то перед нами появятся горы, равнины, озера и реки. Постепенно грунт будет подниматься.

Тектонические движения

Причинами движения земной коры является результат перемещения мантии. В пограничном слое между земной плитой и мантией температура очень высокая – порядка +1500 о С. Сильно нагретые слои находятся под давлением земных пластов, что вызывает эффект парового котла и провоцирует смещение коры. Эти перемещения могут быть колебательными, складкообразовательными или разрывными.

Колебательные движения

Под колебательными смещениями принято понимать медленное движение земной коры, которое не ощутимо для людей. В результате таких движений происходит смещение в вертикальной плоскости: одни участки поднимаются, а другие – опускаются. Эти процессы можно выявить, используя особые устройства. Так было выявлено, что Приднепровская возвышенность каждый год поднимается и опускается на 9 мм, а северо-восточная часть Восточноевропейской равнины опускается на 12 мм.

Вертикальные движения земной коры провоцируют сильные приливы. Если же уровень земли опускается ниже уровня моря, то вода наступает на сушу, а если поднимается выше – вода отступает. В наше время процесс отступления воды наблюдается на Скандинавском полуострове, а наступление воды – в Голландии, в северной части Италии, на Причерноморской низменности, а также в южных районах Великобритании. Характерными чертами опускания суши – образование морских заливов. Во время поднятия коры морское дно превращается в сушу. Таким образом сформировались известные равнины: Амазонская, Западно-Сибирская и некоторые другие.

Движения разрывного типа

Если горные породы не обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать воздействие внутренних сил, начинается их движение. В таких случаях образуются трещины, разломы с вертикальным типом смещения грунта. Опущенные участки (грабены) чередуются с горстами — поднявшимися горными образованиями. Примером таких разрывных движений являются Алтайские горы, Аппалачи и т.д.

Глыбовые и складчатые горы имеют различия во внутреннем строении. Для них характерны широкие отвесные склоны, долины. В некоторых случаях опущенные места заполняются водой, образуя озера. Одним из самых знаменитых озер России является Байкал. Оно образовалось в результате разрывного движения земли.

Складкообразовательные движения

Если уровни горных пород пластичны, то во время горизонтального движения начинается смятие и сбор горных пород в складки. Если направление силы вертикальное, то породы смещаются вверх и вниз, и только при горизонтальном движении наблюдается складкообразование. Размеры и внешний вид складок может быть любым.

Складки в земной коре образуются на достаточно больших глубинах. Под воздействием внутренних сил они поднимаются наверх. Подобным образом возникли Альпы, Кавказские горы, Анды. В этих горных системах складки отчетливо видны на тех участках, где они выходят на поверхность.

Сейсмические пояса

Как известно, земная кора образована литосферными плитами. На пограничных участках этих образований наблюдается высокая подвижность, возникают частые землетрясения, образуются вулканы. Эти участки называются сейсмологическими поясами. Их протяженность составляет тысячи километров.

Ученые выделили два пояса-гиганта: меридиональный Тихоокеанский и широтный Средиземноморско-Трансазиатский. Пояса сейсмологической активности полностью соответствует активному горообразованию и вулканизму.

В отдельную категорию ученые выделяют первостепенные и второстепенные зоны сейсмичности. Ко вторым относятся Атлантический океан, Арктика, район Индийского океана. Примерно 10 % движений земной коры происходит в этих районах.

Первичные зоны представлены районами с очень высокой сейсмической активностью, сильными землетрясениями: Гавайские острова, Америка, Япония и т. д.

Вулканизм

Вулканизм – это процессы, во время которых происходит движение магмы в верхних слоях мантии и ее приближение к земной поверхности. Типичным проявлением вулканизма является образование геологических тел в осадочных породах, а также выход лавы на поверхность с формированием специфического рельефа.

Вулканизм и движение земной коры – это два взаимосвязанных явления. В результате движения земной коры образуются геологические возвышенности или вулканы, под которыми проходят трещины. Они настолько глубокие, что по ним поднимается лава, горячие газы, пары воды, а также обломки горных пород. Колебания земной коры провоцируют извержения лавы с выбросом огромного количества пепла в атмосферу. Эти явления оказывают сильное влияние на погоду, изменяют рельеф вулканов.

Тектонические движения земной коры происходят под воздействием радиоактивной, химической и тепловой энергий. Эти движения приводят к различным деформациям земной поверхности, а также вызывают землетрясения и извержения вулканов. Все это приводит к изменению рельефа в горизонтальном или вертикальном направлении.

На протяжении долгих лет ученые изучают эти явления, разрабатывают аппараты, позволяющие регистрировать любые сейсмологические явления, даже самые незначительные колебания земли. Полученные данные помогают разгадать тайны Земли, а также предупредить людей о предстоящих извержениях вулканов. Правда, предугадать предстоящее сильное землетрясение пока не удается.

Источник

Физические параметры земных оболочек

(по Буллену, Хаддону, 1967)

Окончание табл. II.3

Слой Глубина, км Р×10 12 , дин×см -2 r, г/см 3 К×10 дин×см -2 m×10 12 дин×см -2 g, см/с 2
F 2,93 11,83 11,97
3,04 12,26 12,40 0,52
3,33 12,70 13,57
G 3,67 13,00 15,00 1,11

Вязкость и жесткость внутри Земли. Для оценки состояния текучести вещества внутри оболочек Земли необходимо знать их вязкость h и жесткость m. Эти параметры не могут быть получены из рассмотрения упругих свойств вещества недр Земли, так как последние вызваны кратковременными деформациями среды (секунды, доли секунды). Лишь длиннопериодные собственные колебания земного шара (поряд­ка десятков минут и более), вызванные приливными силами и землетрясениями, а также вековые изменения скорости вращения Земли вокруг своей оси могут дать информацию об h и m.

Еще в начале прошлого века было установлено, что широта многих астрономических обсерваторий при измерениях в течение ряда лет не остается постоянной. Изменение широты могло происходить вследствие двух возможных причин – горизонтального смещения блоков земной поверхности либо от качания земной оси вращения. В 1980 г. одновременными измерениями широты в обсерваториях Берлина и Гонолулу, отстоящих друг от друга на 180° по долготе, было доказано второе предположение (Ботт, 1974). Эти данные также показали отсутствие горизонтальных перемещений Европы относительно дна центральной части Тихого океана. В 1892 г. А. Чандлер установил, что эти колебания широты имеют период 430,7 суток.

Для абсолютно твердой Земли, согласно Эйлеру, период собственных колебаний равен 305 суткам. Чем меньшую жесткость имеет тело Земли в целом и «жидкое» ядро в частности, тем больше будет период ее собственных колебаний. Таким образом, приведенные данные показывают, что реальная Земля отличается от абсолютно твердого тела и, следовательно, должна обладать определенной вязкостью. Наиболее сильное доказательство «жидкого» (или, во всяком случае, сходного с нею) состояния ядра после сейсмологических данных дают такие исследования нутаций. Н. Жобер теоретически показал значительные изменения наинизшего периода Т колебаний Земли в зависимости от твердости внутреннего субъядра (Мельхиор, 1976):

m, дин×см -2 Т, мин
36×10 11 51,9
30×10 11 52,5
15×10 11 52,24

Сравнение периодов собственных колебаний сферы, которые полностью определяются размерами, внутренним строением и упругими свойствами вещества внутри планеты, с моделями К. Буллена, Б. Гутенберга и др. показали для наинизших гармоник от чилийского (1960 г.) и аляскинского (1964 г.) землетрясений, что наблюдаемые периоды больше теоретических. Поскольку крутильные колебания Земли в отличие от сфероидальных не зависят от Р-волн, а зависят от S-волн (Мельхиор, 1976), то это значит, что необходимо отказаться от модели однородного жидкого или однородного твердого ядра и уточнить закон изменения плотности с глубиной. Этому условию удовлетворяла новая модель К. Буллена и М. Ботта, о которой говорилось выше, со скачками плотности на расстоянии 1210 и 1640 км от центра Земли (см. табл. II.2). Расчеты, выполненные различными авторами по результатам обработки приливного запаздывания вращения Земли (М. Молоденский, П. Мельхиор, Н. Такеучи и др.), дают для Земли в среднем m = 1ч2×10 12 дин×см -2 . Приблизительная оценка m внутри Земли в соответствии с данными по земным приливам может быть приведена по формуле Прея:

дин×см -2 , (II.9)

где r – радиус. Таким образом, жесткость m растет с глубиной пропорционально квадрату радиуса. Однако эта оценка грубая, так как не учитывает скачков плотности на границах оболочек и не характеризует особые условия на границе внешнего ядра.

Чандлеровский период обусловлен изменением главного момента инерции Земли и для абсолютно жесткой сферы определяется из выражения (Мельхиор, 1976):

, (II.10)

где А и С – моменты инерции относительно экваториальной и полярной осей; ts – продолжительность звездных суток. Причиной колебания момента инерции Земли являются приливы, меняющие скорость ее вращения. По сравнению с позиционной астрономией, дающей дискретные значения вариации широты как функции угла между отвесной линией и небесным экватором, измеряемого зенит-телескопом, наблюдения над приливами дают более детальные сведения вплоть до суточных колебаний. Однако выбор модели распределения m, которая удовлетворительно согласовалась бы с наблюдениями земных приливов и периодами колебания полюсов, представляет непростую задачу. Расчеты, выполненные М. Молоденским и Н. Такеучи, показывают, что возможен довольно большой интервал m, меняющийся в пределах от 0 до 10 9 дин×см -2 , согласующийся с наблюдениями. П. Мельхиор (1968) полагает, что пока не будут преодолены аппаратурные трудности и не решены проблемы исключения из наблюдений эффектов, не относящихся к приливным нутациям, мы не сможем выбрать реальную модель распределения m. На рис. 11 приведены расчетные данные поведения m, взятые из работы Б. Гутенберга (1963). Предполагаются наиболее вероятными распределения 2 и 3, так как они лучше согласуются с сейсмологическими данными о непрохождении поперечных волн через внешнее ядро и ослабление здесь продольных волн (Гутенберг, 1963; Смит, 1975). Таким образом, непрохождение S-волн через внешнее ядро, свидетельствующее об абсолютной или близкой к этому несжимаемости находящегося здесь вещества, возможно, имеет другую природу, так как данные по приливам указывают на вероятность нулевого m, хотя и значительно меньшего по сравнению с оболочкой. Аналогичный вывод получил Л.Н. Рыкунов в 1959 г. по результатам модельных исследований дифракции ультразвуковых волн. Величина m оказалась равной 10 7 дин×см -2 .

Рис. 11. Жесткость вещества внутри Земли. Кривые: 1 – Швейдера и Хоскинса; 2 – Гутенберга; 3 – Прея

Особый интерес представляет оценка вязкости Земли как в целом для сферы, так и по отдельным оболочкам. Однако получить этот параметр из наблюдений над приливными деформациями твердой Земли и чандлеровских колебаний полюсов не удается (Мельхиор, 1976). Это значит, что период релаксации возникающих при этом в теле Земли напряжений деформации больше преобладающих периодов указанных колебаний (наибольший период лунных приливов состав­ляет 18,61 года, качаний полюса – 1,2 года). Вместе с тем имеется немало признаков, свидетельствующих о том, что вещество недр Земли обладает определенной вязкостью. Сюда относятся экваториальное вздутие, периодическое и вековое колебательное движение полюса, ве­ковое замедление вращения Земли, затухание ее собственных колеба­ний, изостазия и др. Поскольку величина

(II.11)

характеризует период релаксации напряжений, то отсюда ясно, что наблюдаемые приливные и чандлеровские ряды Т меньше t для всей Земли. Следовательно, имея твердость стали, земной шар массой 5,974×10 27 г реагирует на возмущающие силы отнюдь не как абсолютно твердый стальной шарик небольшой массы, а как упруговязкое тело. Поэтому для определения t и, следовательно, h необходимо было найти на Земле процессы с заведомо большой длительностью. Таковым оказалось гляциоизостатическое поднятие Фенноскандии и Канадского докембрийского щита. Обе эти структуры характеризуются отрицательными гравитационными аномалиями (-25 и -35 мгл), соизмеримыми с площадью поднятия (Гутенберг, 1963).

Начиная с 6800 г. до н.э. величина поднятия составила 270 м и с учетом отрицательной гравитационной аномалии в 25 мгл следует ожидать дополнительного поднятия Фенноскандии еще на 200 м. Таким образом, для максимальной скорости поднятия в центре области, равной 1 м/100 лет, было получено h = 9×10 22 пуаз (дин×см -2 ×с) – для земной коры и h = 9×10 21 пуаз – для верхней мантии.

В существовании постгляциальных поднятий канадского и скандинавского щитов можно было бы сомневаться, так как точность измерений, производимых относительно среднего уровня моря, низка (Гу­тенберг, 1963). Последнее обусловлено неясностью различных реперов, сохранившихся на побережье Балтийского моря и Великих озер Северной Америки и принимаемых за уровни отсчета, методическими трудностями самих измерений, обусловленных, в частности, нерегулярными колебаниями среднего уровня моря, зависящими от метеоусловий, ветров, количества выпадаемых осадков, а также приливными прогибаниями твердой литосферы с различными периодами и неизвестными амплитудами, глобальными наклонами блоков земной коры, вызванными тектоническими причинами и т.д. Однако начатые еще в 20-х годах А. Вегенером измерения толщины льда в Гренландии, а затем международные исследования в Антарктиде (Атлас Антарктики, 1969) выявили существенное прогибание кристаллической поверхности материка от периферии к центру по мере роста толщины ледяного панциря от 0 – 200 до 1200 – 3000 м. Факт образования под тяжестью льда такого прогиба в твердой кристаллической литосфере, а вместе с ним и значительных отрицательных аномалий силы тяжести служит сильной поддержкой вязкого постгляционального поднятия разгруженной коры в Канаде и Фенноскандии.

Г. Джеффрис (1922) произвел оценку вязкости внешнего ядра по степени ослабления продольных сейсмических волн, прошедших через него. Верхний предел h оказался равен 10 9 пуаз, т.е. существенно меньше, чем в коре и мантии. Это согласуется с рассмотренными выше данными об уменьшении жесткости m и, как показал Ф. Берч (1952), если вязкость h превысит 10 10 пуаз, то ядро станет обладать невязкими свойствами, характерными для твердых тел. А это уже будет противоречить данным сейсмологии и материалам по изучению собственных колебаний Земли. Нижний предел вязкости для Земли в целом по оценкам ее собственных колебаний составляет 10 18 пуаз. Учитывая значительное увеличение скорости распространения упругих волн и плотности в нижней мантии, значительно превышающее аналогичные параметры в земной коре, следует предположить, что и вязкость нижней мантии будет существенно больше 10 22 пуаз, т.е. вязкости литосферы.

Приведенные оценки h, хотя и довольно схематичны, позволяют установить порядок времени релаксации t в различных оболочках Земли.

Таким образом, на основе (II.11) в среднем для земной сферы имеем:

c; (II.12)

c; (II.13)

c; (II.14)

для нижней мантии (нижний предел h):

c; (II.15)

для внешнего («жидкого») ядра (верхний предел h):

c. (II.16)

Таким образом, учитывая, что 1 год = 10 7 с, имеем период релаксации для земной сферы в целом 10 лет, для литосферы – 10 тыс. лет, для астеносферы – 1 тыс. лет, для нижней мантии – 100 тыс. лет и для внешнего ядра – от бесконечности до 1 с. Из приведенного видно, что для нижней мантии величина h, очевидно, сильно занижена, вероятнее всего (см. далее), t здесь измеряется многими миллионами, если не сотнями миллионов лет. Сравнивая h в среднем для Земли и h для ядра, можно заключить, что приведенные предельные значения t для ядра нереальны. Первое (t = ¥ ) соответствует абсолютно твердому телу, второе (t = 1 с) – ньютоновской жидкости, мгновенно реагирующей на приложенное напряжение. Как мы видели выше, ни то ни другое в ядре не наблюдается. Скорее всего реальное значение h надо искать где-то посредине между 10 9 и бесконечностью, чтобы полученная величина была близка к 10 7 с. Возможны значения h = 10 1 – 10 2 пуаз. Но в этом случае нам придется объяснить причину непрохождения через внешнее ядро поперечных волн нежидким его состоянием. В свете современной теории поведения высокопроводящей плазмы в магнитном поле такое объяснить возможно. Об этом мы будем говорить при рассмотрении проблемы генерации геомагнитного поля.

Важнейший вывод, который следует из сравнения параметров жесткости и вязкости Земли, заключается в том, что верхние оболочки и внешнее ядро сферы в масштабе десятков тысяч лет можно рассматривать как пластичное тело. Для существенно меньших интервалов времени это упругая среда, подчиняющаяся закону Гука. В этом заключается фундаментальная физическая особенность Земли как планетного тела, из которой вытекают важные геофизические и тектонические следствия в приложении к перисфере Земли. В частности, меньшая по сравнению с литосферой вязкость астеносферного слоя (волновод Гутенберга) подтверждается тем, что 97% всех зарегистрированных землетрясений имеют очаги не глубже 30 – 50 км (Гутенберг, 1963). Глубокие же землетрясения (300 – 720 км), выходящие за пределы волновода, имеют ограниченное распространение и приурочены главным образом к узким линейным зонам континентальной окраины и островных дуг, где, вероятно, физические условия состояния вещества волновода нарушены (Ботт, 1974). Иными словами, столь характерная сейсмичность перисферы обусловлена малым периодом релаксации подстилающего ее материала, отчего возникающие здесь напряжения успевают рассасываться без разрыва сплошности пород. Поскольку интервал времени между главными циклами тектонегенеза составляет примерно 100 млн. лет (Штилле, 1964), то для того, чтобы удовлетворить этому порядку в выражении (II.45) для нижней мантии, мы должны принять h = 10 27 пуаз, тогда t будет равно 10 15 с, или 10 8 лет.

Читайте также:  Огромный циркуль для измерения расстояния

Таким образом, верхний предел вязкости нижней мантии будет оцениваться величиной h = 10 27 пуаз. Эта величина больше соответствует физическим параметрам нижней мантии и общему, как мы увидим далее, инертному ее состоянию.

Термодинамическое состояние недр. Давление и температура внутри Земли представляют для нас наибольший интерес. Эти параметры, будучи независимыми, в свою очередь, контролируются массой тел; в данном случае массой Земли. Это следует из формул теории гравитационного потенциала (см. гл. II, § 3):

; ; .

Формулы действительны в предположении однородной Земли со средней плотностью r = 5,52 г/см 3 . В таком случае давление нарастает с глубиной по квадратичному закону:

, где атм.

Оно изменяется от 0 на поверхности до 1,73×10 6 атм. в центре планеты. Однако в реальной модели, вследствие концентрации массы к центру Земли, значение g уменьшается медленней. Поэтому давление будет здесь выше теоретического значения почти в два раза 3,6×10 6 атм. (Жарков, 1978). Для более точных расчетов используются данные сейсмологии об изменении скоростей продольных Vр и поперечных Vs волн внутри Земли и вычисляют параметр Ф:

, (II.17)

где К – модуль сжатия. Используя параметр Ф, можно определить изменение Dr с глубиной: . Поскольку , исходя из обоих выражений DР, получим уравнение для определения приращения плотности с глубиной внутри Земли: . Полученное выражение тождественно уравнению Адамса-Вильямсона (II.17). Теперь, зная распределение плотности Dr, можно найти закон изменения давления Р = Р(r). Поскольку сила тяжести g определяется выражением , то становится ясно, что давление функционально связано с массой планетного тела. Чем больше эта масса, тем более высокое давление будет развиваться в ее недрах.

Как эти параметры связаны с температурой? Напомним физический смысл температуры. Это скорость и амплитуда колебания атомов или ионов относительно своего состояния равновесия. Чем выше энергия колебаний, тем выше температура. Состояние покоя атомами и ионами достигается при абсолютном нуле Кельвина (-273,16°С). Вывод из состояния равновесия осуществляется за счет изменения давления и собственного объема тела. Уравнение состояния оценивается выражением Р = Р(V,T). Таким образом, внутренняя энергия тела определяется потенциальной энергией его атомно-молекулярной решетки Uп и кинетической энергией теплового движения атомов или ионов возле состояния равновесия Uк: Е = Uп + Uк. Величина Uп зависит от объема V и давления Р; Uк – от давления Р, объема V и температуры Т:
Е(V,T) = Uп(V) + Uк(V,T). В соответствии с этим выражением и давление Р также состоит из потенциальной части Рп, зависящей от объема V и, следовательно, от массы М космического тела, т.е. V = M/r и кинетической части Рк, характеризующей тепловое движение: P = Pn(V)+
+ Pk(V,T)
. Уравнение состояния имеет вид:

,

где R = 8,3114×10 7 эрг/град×моль – газовая постоянная; Т – абсолютная температура Кельвина; А – средний атомный вес; g(r) – параметр Грюнайзена (функция плотности).

Вклад теплового давления, возникающего из-за тепловых колебаний атомов, в полное давление в условиях планетных недр не превышает 10 – 20% (Жарков, 1978). Поэтому закон изменения давления в недрах планет в основном определяется первым слагаемым уравнения состояния Р(r, 0), называемым нулевой изотермой. По приведенной ниже табл. II.4 можно получить представление об изменении плотности в зависимости от давления для различных космохимических элементов и соединений.

Источник

Колебательные движения земной коры

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Колебательные движения земной коры» в других словарях:

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость колебательных движений земной коры от сотых долей мм до нескольких см в год. Были выделены в кон. 19 в. Г.… … Большой Энциклопедический словарь

колебательные движения (земной коры) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN warping movements … Справочник технического переводчика

колебательные движения земной коры — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость колебательных движений земной коры от сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Были выделены … Энциклопедический словарь

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ — повсеместно и постоянно проявляющиеся медленные поднятия и опускания земной коры, сменяющие друг друга во времени и пространстве. Скорость К. д. з. к. от сотых долей мм до неск. см в год. Были выделены в кон. 19 в. Г. К. Джильбертом под назв.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Вертикальные движения земной коры — движения земной коры, вызывающие перемещение земной поверхности в перпендикулярном направлении к ней, то есть параллельном радиусу Земли (поэтому они иногда ещё называются радиальными). Обычно именуются колебательными движениями земной… … Большая советская энциклопедия

Горизонтальные движения земной коры — тангенциальные движения земной коры, движения, происходящие в направлении, параллельном (касательном) земной поверхности. Противопоставляются вертикальным (радиальным) движениям коры (см. Колебательные движения земной коры). Проявлениями… … Большая советская энциклопедия

Волновые движения земной коры — волнообразно колебательные движения земной коры, сопряжённые длительные поднятия и опускания смежных участков земной поверхности. На платформах ширина зон поднятий и опусканий составляет 500 600 км, в геосинклинальных и орогенных поясах… … Большая советская энциклопедия

Вековые колебания земной коры — медленные длительно протекающие поднятия и опускания земной поверхности, вызванные вертикальными движениями земной коры. См. также Колебательные движения земной коры … Большая советская энциклопедия

ДВИЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ — механические (в основном) перемещения в земной коре и в верхней мантии (тектоносфере), вызывающие изменение структуры геол. теч. Д. т. обычно отражаются в рельефе земной поверхности. Они связаны с физико хим. процессами, происходящими на разных… … Геологическая энциклопедия

ДВИЖЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ — общее назв. вертикальных движений земной коры разл. знака, разных масштабов, площадного распространения, разл. скоростей и амплитуд, изменяющих с течением времени эти свои параметры и не создающих складчатых структур. Термин Д. т. к. впервые… … Геологическая энциклопедия

Источник

Движение земной коры: определение, схема и виды

Поверхность Земли постоянно изменяется. В течение своей жизни мы замечаем, как движется земная кора, изменяя природу: осыпаются берега рек, образуются новые рельефы. Все эти изменения мы видим, но есть и такие, которые нами не ощущаются. И это к лучшему, ведь сильные движения земной коры способны вызывать сильнейшие разрушения: примером таких сдвигов являются землетрясения. Скрытые в недрах Земли силы способны перемещать континенты, пробуждать спящие вулканы, полностью изменять привычный рельеф, создавать горы.

Активность земной коры

Основная причина активности земной коры – это процессы, происходящие внутри планеты. Многочисленные исследования показали, что в некоторых участках земная кора более устойчива, а в других – подвижна. На основании этого была разработана целая схема возможных движений земной коры.

Типы движения коры

Движения коры могут быть нескольких типов: ученые их разделили на горизонтальные и вертикальные. В отдельную категорию внесли вулканизм и землетрясения. К каждому виду движения земной коры относят определенные типы смещения. Горизонтальные включают разломы, прогибы и складки. Движения происходят очень медленно.

К вертикальным типам относят поднятие и опускание грунта, увеличение высоты гор. Эти смещения происходят медленно.

Землетрясения

В отдельных уголках планеты происходят сильные движения земной коры, которые мы называем землетрясениями. Они возникают в результате толчков в глубинах Земли: за доли секунд или секунды земля опускается или поднимается на сантиметры или даже метры. В результате колебаний происходит изменение расположения одних участков коры относительно других в горизонтальных направлениях. Причиной движения является разрыв или смещение земли, происходящий на большой глубине. Это место в недрах планеты называют очагом землетрясения, а эпицентр находится на поверхности, где люди ощущают тектоническое движения земной коры. Именно в эпицентрах происходят самые сильные толчки, идущие снизу вверх, а затем расходящиеся в стороны. Сила землетрясений измеряется в баллах – от одного до двенадцати.

Наука, изучающая движение земной коры, а именно землетрясения – это сейсмология. Для измерения силы толчков применяют специальное устройство – сейсмограф. Он в автоматическом режиме измеряет и записывает любые, даже самые маленькие колебания земли.

Шкала землетрясений

При сообщениях о землетрясениях, мы слышим упоминание о баллах по шкале Рихтера. Единица ее измерения – это магнитуда: физическая величина, обозначающая энергию землетрясения. С каждым баллом сила энергии возрастает почти в тридцать раз.

Но чаще всего применяется шкала относительного типа. Оба варианта оценивают разрушающее действие толчков на постройки и людей. По этим критериям колебания земной коры от одного до четырех баллов практически не замечаются людьми, правда, могут раскачиваться люстры на верхних этажах здания. При показателях от пяти до шести баллов на стенах зданий возникают трещины, лопаются стекла. При девяти баллах рушится фундамент, падают линии электропередач, а землетрясение в двенадцать баллов способно стереть целые города с лица Земли.

Медленные колебания

Во время ледникового периода окутанная льдами земная кора сильно прогнулась. По мере таяния ледников поверхность стала подниматься. Увидеть происходящие в древние времена события можно по береговой линии суши. Из-за движения земной коры география морей изменялась, формировались новые берега. Особенно четко видны изменения на берегу Балтийского моря — и на суше, и на высоте до двухсот метров.

Сейчас под большими массами льда находятся Гренландия и Антарктида. По данным ученых, поверхность в этих местах прогнута почти на треть толщины ледников. Если предположить, что когда-нибудь придет время и льды растают, то перед нами появятся горы, равнины, озера и реки. Постепенно грунт будет подниматься.

Тектонические движения

Причинами движения земной коры является результат перемещения мантии. В пограничном слое между земной плитой и мантией температура очень высокая – порядка +1500 о С. Сильно нагретые слои находятся под давлением земных пластов, что вызывает эффект парового котла и провоцирует смещение коры. Эти перемещения могут быть колебательными, складкообразовательными или разрывными.

Колебательные движения

Под колебательными смещениями принято понимать медленное движение земной коры, которое не ощутимо для людей. В результате таких движений происходит смещение в вертикальной плоскости: одни участки поднимаются, а другие – опускаются. Эти процессы можно выявить, используя особые устройства. Так было выявлено, что Приднепровская возвышенность каждый год поднимается и опускается на 9 мм, а северо-восточная часть Восточноевропейской равнины опускается на 12 мм.

Вертикальные движения земной коры провоцируют сильные приливы. Если же уровень земли опускается ниже уровня моря, то вода наступает на сушу, а если поднимается выше – вода отступает. В наше время процесс отступления воды наблюдается на Скандинавском полуострове, а наступление воды – в Голландии, в северной части Италии, на Причерноморской низменности, а также в южных районах Великобритании. Характерными чертами опускания суши – образование морских заливов. Во время поднятия коры морское дно превращается в сушу. Таким образом сформировались известные равнины: Амазонская, Западно-Сибирская и некоторые другие.

Читайте также:  Чем измерить граммы для рецепта

Движения разрывного типа

Если горные породы не обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать воздействие внутренних сил, начинается их движение. В таких случаях образуются трещины, разломы с вертикальным типом смещения грунта. Опущенные участки (грабены) чередуются с горстами — поднявшимися горными образованиями. Примером таких разрывных движений являются Алтайские горы, Аппалачи и т.д.

Глыбовые и складчатые горы имеют различия во внутреннем строении. Для них характерны широкие отвесные склоны, долины. В некоторых случаях опущенные места заполняются водой, образуя озера. Одним из самых знаменитых озер России является Байкал. Оно образовалось в результате разрывного движения земли.

Складкообразовательные движения

Если уровни горных пород пластичны, то во время горизонтального движения начинается смятие и сбор горных пород в складки. Если направление силы вертикальное, то породы смещаются вверх и вниз, и только при горизонтальном движении наблюдается складкообразование. Размеры и внешний вид складок может быть любым.

Складки в земной коре образуются на достаточно больших глубинах. Под воздействием внутренних сил они поднимаются наверх. Подобным образом возникли Альпы, Кавказские горы, Анды. В этих горных системах складки отчетливо видны на тех участках, где они выходят на поверхность.

Сейсмические пояса

Как известно, земная кора образована литосферными плитами. На пограничных участках этих образований наблюдается высокая подвижность, возникают частые землетрясения, образуются вулканы. Эти участки называются сейсмологическими поясами. Их протяженность составляет тысячи километров.

Ученые выделили два пояса-гиганта: меридиональный Тихоокеанский и широтный Средиземноморско-Трансазиатский. Пояса сейсмологической активности полностью соответствует активному горообразованию и вулканизму.

В отдельную категорию ученые выделяют первостепенные и второстепенные зоны сейсмичности. Ко вторым относятся Атлантический океан, Арктика, район Индийского океана. Примерно 10 % движений земной коры происходит в этих районах.

Первичные зоны представлены районами с очень высокой сейсмической активностью, сильными землетрясениями: Гавайские острова, Америка, Япония и т. д.

Вулканизм

Вулканизм – это процессы, во время которых происходит движение магмы в верхних слоях мантии и ее приближение к земной поверхности. Типичным проявлением вулканизма является образование геологических тел в осадочных породах, а также выход лавы на поверхность с формированием специфического рельефа.

Вулканизм и движение земной коры – это два взаимосвязанных явления. В результате движения земной коры образуются геологические возвышенности или вулканы, под которыми проходят трещины. Они настолько глубокие, что по ним поднимается лава, горячие газы, пары воды, а также обломки горных пород. Колебания земной коры провоцируют извержения лавы с выбросом огромного количества пепла в атмосферу. Эти явления оказывают сильное влияние на погоду, изменяют рельеф вулканов.

Тектонические движения земной коры происходят под воздействием радиоактивной, химической и тепловой энергий. Эти движения приводят к различным деформациям земной поверхности, а также вызывают землетрясения и извержения вулканов. Все это приводит к изменению рельефа в горизонтальном или вертикальном направлении.

На протяжении долгих лет ученые изучают эти явления, разрабатывают аппараты, позволяющие регистрировать любые сейсмологические явления, даже самые незначительные колебания земли. Полученные данные помогают разгадать тайны Земли, а также предупредить людей о предстоящих извержениях вулканов. Правда, предугадать предстоящее сильное землетрясение пока не удается.

Источник

Урок “Движения земной коры. Землетрясения”

I. Материал урока

ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Людям кажется, что поверхность Земли неподвижна. На самом деле каждый участок земной коры поднимается или опускается, смещается вправо или влево, вперёд или назад. Так образуются горы (см. предыдущий урок) Но эти движения так медленны, что обычно мы их не замечаем. Однако учёные с помощью очень точных приборов «видят» эти движения и измеряют их скорость.

Записать следующее определение в тетрадь

Движения земной коры под воздействием внутренних сил Земли, приводящие к деформациям горных пород, называют тектоническими.

Тектонические движения бывают горизонтальные и вертикальные.

Схему зарисовать в тетрадь, подписав определения под названиями


1. Горизонтальныеэто движения, параллельные поверхности Земли, которые происходят из-за перемещения литосферных плит.
Вместе с плитами перемещаются и материки. Скорость горизонтальных движений небольшая — несколько сантиметров в год. Однако они сохраняют своё направление очень долгое время, поэтому за многие миллионы лет континенты передвигаются относительно друг друга на сотни и тысячи километров.

Горизонтальные движения играют огромную роль в создании рельефа Земли. При столкновении литосферных плит слои горных пород сминаются в складки, и образуются горы суши.
Там, где плиты расходятся, возникают горные хребты дна океанов.

2. Вертикальные движения земной корыэто движения, перпендикулярные поверхности Земли.
Вертикальные движения поднимают или опускают отдельные участки суши и дна океана. Опускающаяся суша затапливается морем, поднимающееся дно моря наоборот становится сушей. Эти движения, в отличие от горизонтальных, часто меняют своё направление: поднимающиеся участки могут начать опускаться, а затем вновь подниматься. Скорость современных вертикальных движений на равнинах небольшая — до нескольких миллиметров в год. Горы могут «подрастать» на несколько сантиметров в год.

Вертикальные движения, как и горизонтальные, формируют рельеф: от них зависят очертания морей и континентов, высота отдельных участков суши и глубина морских впадин.

Тектонические движения изменяют залегание горных пород. Осадочные горные породы накапливаются в океанах и морях горизонтальными слоями. Однако в горах слои таких же пород смяты в складки. Породы сминаются в складки медленно, в течение миллионов лет.

Толщи горных пород могут быть не только смяты в складки. На снимках из космоса видно, что Земля разбита на большие и маленькие участки-блоки густой сетью разломов (трещин). Эти блоки смещаются относительно друг друга, образуя разные формы рельефа.

Схему зарисовать в тетрадь

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Медленные движения земной коры для человека практически незаметны и безопасны. Однако земная кора может испытывать и очень быстрые подвижки — землетрясения.
( ↓ Определение записать в тетрадь)
Землетрясения — это быстрые колебания земной коры, вызванные подземными толчками.

Землетрясения возникают из-за смещений горных пород в глубоких недрах Земли. Эти смещения происходят в очагах землетрясений.
( ↓ Определение записать в тетрадь)
Очаг землетрясений – подземное пространство, в котором разрываются и смещаются горные породы.

Очаги землетрясений чаще всего возникают на глубине до 10 км. Однако они могут быть и более глубинными — до 700 км. Очаг землетрясения возникает в результате разрыва и сдвига пластов горных пород. Создаётся огромное давление, горные породы, окружающие очаг, сначала сжимаются, затем расширяются, и образуются сейсмические волны — смещение частиц горных пород. Источником сейсмической волны может быть землетрясение, взрыв, вибрация или удар. Сейсмические волны (продольные и поперечные) распространяются от очага землетрясения во все стороны.

Продольная волна достигает поверхности Земли первой.

Поперечная волна отстаёт от продольной

Но сила её удара больше, чем у продольной волны. Именно поэтому при землетрясении за первым толчком следует второй, более разрушительный.

От очагов землетрясений через земную кору распространяются колебания, достигающие поверхности Земли. Чем больше глубина очага и сила толчка в нём, тем больше площадь землетрясения и его сила. Самые сильные землетрясения происходят в эпицентре.

( ↓ Определение записать в тетрадь)
Эпицентр землетрясения — место на земной поверхности, располагающееся непосредственно над очагом. Сотрясения поверхности ослабевают с удалением от эпицентра.

В зависимости от воздействия на людей, постройки и рельеф силу землетрясений оценивают по шкале Рихтера от 1 до 12 баллов:

1 балл — регистрируется только сейсмическими приборами;

2 балла — ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии полного покоя;

3 балла — ощущается лишь небольшой частью населения;

4 балла — ощущается многими людьми, заметны колебания висячих предметов, дребезжание посуды и оконных стёкол;

5 баллов — ощущается практически всеми людьми; спящие пробуждаются, происходит общее сотрясение зданий, колебание мебели, возникают трещины в штукатурке и оконных стёклах;

6 баллов — общий испуг, многие выбегают из зданий; откалываются куски штукатурки, происходит лёгкое повреждение зданий;

7 баллов — паника, все выбегают из зданий, на улице теряют равновесие; появляются трещины в стенах каменных домов, происходит повреждение зданий, отдельные люди получают ранения;

8 баллов — сквозные трещины в стенах, падают карнизы, домовые трубы, возникают трещины в почве; много раненых, отдельные человеческие жертвы;

9 баллов — сильное повреждение каменных домов, отдельные здания разрушаются до основания, число жертв возрастает;

10 баллов — возникают крупные трещины в почве, оползни и обвалы, происходит искривление рельсов, разрушение каменных домов; в населённых пунктах много погибших и раненых;

11 баллов — начинаются многочисленные оползни и обвалы, возникают широкие трещины в земле; каменные здания полностью разрушаются; многочисленные жертвы;

12 баллов — катастрофические разрушения и жертвы, всё созданное человеком разрушается, изменения в почве достигают огромных масштабов, реки меняют русла, происходят наводнения, крупные нарушения рельефа.

Землетрясения быстро и сильно меняют рельеф. В результате землетрясений на поверхности Земли образуются впадины, трещины, провалы, уступы. На склонах гор сдвигаются горные породы и возникают обвалы.

Землетрясения происходят не только на суше, но и на дне морей и океанов. В этом случае их называют моретрясения.

Землетрясения повторяются в одних и тех же районах, которые образуют несколько поясов. Здесь из-за столкновения литосферных плит образуются горы и происходят сильные землетрясения.

Для изучения землетрясений служит специальные прибор — сейсмограф (от греч. «сейсмос» — колебание, землетрясение, «графо» — пишу) — прибор, регистрирующий колебания земной поверхности, вызванные землетрясениями или взрывами.

Сейсмографы измеряют и автоматически записывают малейшие сотрясения Земли. Расшифровка записей сейсмографов позволяет определить эпицентры землетрясений, глубину и размер очагов.

Результаты изучения землетрясений нужны архитекторам и строителям. В районах землетрясений здания должны выдерживать подземные толчки. Известно, что при землетрясениях люди гибнут в основном под развалинами разрушенных домов.

Главная задача изучения землетрясений — их предсказание. Однако землетрясения «рождаются» в глубоких недрах Земли, и учёные до сих пор не могут заблаговременно определить место, время и силу вероятного землетрясения. Но иногда это сделать удаётся. Например, в 1975 году на территории Китая заранее было предсказано сильное землетрясение. Были проведены все необходимые действия по спасению населения, что значительно сократило число жертв.

В Японии работает система раннего оповещения населения о сейсмической опасности. Система реагирует на первые подземные колебания, анализирует данные, оценивает силу колебаний и подаёт сигнал ещё до того, как сейсмические волны дойдут до поверхности Земли.

II. Основные понятия и термины урока

• Тектонические движения: горизонтальные и вериткальные движения земной коры
• Формы (виды) залегания горных пород
• Землетрясения: очаг землетрясения, эпицентр, продольные и поперечные волны, шкала Рихтера, сейсмограф.

III. Домашнее задание

§ 22, стр.74-76 – читать, пересказывать, знать основные термины и понятия учебника и материала урока.

Источник