Wstęp do geofizyki 1100-OWGF301

W ramach wykładu omawianych jest dziesięć następujących tematów: 1. Miejsce Ziemi w Układzie Słonecznym. Słońce, planety i ich księżyce. Układ geocentryczny. Układ heliocentryczny Kopernika. Prawa Keplera. Zasada Titusa-Bodego. Częstość występowania pierwiastków we Wszechświecie. Lody w Układzie Słonecznym. Komety. Atmosfery planet. Meteoryty i kraterowanie powierzchni. Granica Roche'a. 2. Figura Ziemi. Ziemia płaska, Ziemia kulista. Ziemia nie jest kulą – siła grawitacji, siła odśrodkowa, siła ciężkości. Powierzchnia ekwipotencjalna i elipsoida obrotowa. Geoida. Izostazja Pratta i Airy'ego. Rozkład gęstości we wnętrzu Ziemi. Anomalie Bouguera. 3. Atmosfera ziemska z elementami hydrosfery. Pionowa struktura atmosfery. Schemat globalnego rozkładu wiatrów na Ziemi. Powstawanie chmur z uwzględnieniem procesów mikrofizycznych. Opady. Cechy promieniowania w atmosferze. Efekt szklarniowy. Warstwa ozonowa i jej zagrożenia. Oceany – temperatura, gęstość, zasolenie. Globalna cyrkulacja oceaniczna. Prądy w oceanie: ciepły El Niño i zimny La Niña. 4. Trzęsienia ziemi i fale tsunami. Zjawisko trzęsienia ziemi. Przestrzenny rozkład ognisk trzęsień ziemi, sejsmometria i stacje sejsmologiczne. Magnituda i energia trzęsienia ziemi. Skala intensywności Mercallego, skala Richtera. Trzęsienia ziemi generujące fale tsunami: amplituda i prędkość fal tsunami. Katastrofalne tsunami – Lizbona 1755, Krakatau 1883, Sumatra 2004 i Japonia 2011. Mechanizm powstania fal tsunami. 5. Fale sejsmiczne i źródło trzęsienia ziemi. Parametry sprężyste ośrodka. Porowatość skał, anizotropia prędkości sejsmicznych. Własności sprężyste skał w wysokich ciśnieniach i temperaturach. Podstawy teoretyczne. Gęstość i współczynniki Lamego ośrodka sprężystego. Równanie ruchu ośrodka jednorodnego, izotropowego. Fale objętościowe P i S. Fale powierzchniowe. Promieniowanie fal P i S. Sekwencje trzęsień ziemi. Wstrząsy poprzedzające (prekursory), wstrząs główny i wstrząsy następcze. Procesy fizyczne w ognisku trzęsienia. Prognozowanie trzęsień ziemi. Metody statystyczne. 6. Sejsmologia i budowa wnętrza Ziemi. Równanie promienia sejsmicznego w sferyczno-symetrycznej Ziemi. Równanie parametryczne hodografu fal. Hodograf Jeffreysa-Bullena. Fale sejsmiczne we wnętrzu Ziemi. Struktura wnętrza Ziemi – skorupa ziemska, płaszcz, jądro zewnętrzne i jądro wewnętrzne. Tomografia sejsmiczna płaszcza Ziemi. 7. Sejsmologia strukturalna. Struktura skorupy i górnego płaszcza Ziemi. Granica Moho. Głębokie sondowania sejsmiczne, sejsmologia eksplozyjna, wielkie eksperymenty sejsmiczne. Tomografia sejsmiczna skorupy ziemskiej. Kontynentalna i oceaniczna skorupa ziemska. Badania w obszarach polarnych. 8. Magnetyzm Ziemi. Pole magnetyczne Ziemi, deklinacja, inklinacja. Dryft pola magnetycznego, odwracanie biegunów. Liniowe anomalie magnetyczne. Paleomagnetyzm. 9. Strumień cieplny Ziemi. Ziemski strumień cieplny. Temperatura wnętrza Ziemi i jej ewolucja w czasie geologicznym. Temperatura i skład mineralogiczny. Strumień cieplny. "Zimna" litosfera kontynentalna; "ciepła" litosfera oceaniczna. 10. Geofizyka i tektonika globalna. Litosfera i astenosfera. Wiek dna oceanicznego. Brzegi płyt litosferycznych. Strefy subdukcji i ryfty. Hipoteza Wegenera: pionowe i poziome przemieszczanie się płyt i dryf kontynentów. Model komórki konwekcyjnej: prądy wznoszące i zstępujące. Argumenty geofizyczne w tektonice globalnej. Kontynenty za 250 mln lat.