Fizyka wnętrza Ziemi 1100-2`FWZ
Wstęp
Metody badania Ziemi i planet. Zasięg głębokościowy metod. Badania lokalne i globalne, badania podstawowe i stosowane. Metody fizyczne w badaniach wnętrza Ziemi: obserwacje, eksperymenty, badania teoretyczne, modelowanie.
1. Miejsce Ziemi w Układzie Słonecznym
Słońce, planety i ich księżyce. Układ geocentryczny. Układ heliocentryczny Kopernika.
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. Sejsmiczność Ziemi
Zjawisko trzęsienia ziemi. Przestrzenny rozkład ognisk trzęsień ziemi, sejsmometria i stacje sejsmologiczne. Magnituda i energia trzęsienia ziemi. Skala intensywności Mercallego, skala Richtera.
4. Fale tsunami
Trzęsienia ziemi generujące fale tsunami: amplituda i prędkość fal tsunami. Katastrofalne tsunami – Lizbona 1755, Sumatra 2004 i Samoa 2009. Mechanizm powstania fal tsunami.
5. Własności sprężyste skał
Parametry sprężyste ośrodka. Porowatość skał, anizotropia prędkości sejsmicznych. Własności sprężyste skał w wysokich ciśnieniach i temperaturach.
6. Fale sejsmiczne
Podstawy teoretyczne. Gęstość i współczynniki Lamego ośrodka sprężystego. Równanie ruchu ośrodka jednorodnego, izotropowego. Fale objętościowe P i S. Fale powierzchniowe.
7. Źródło trzęsienia ziemi
Modele siły pojedyńczej, pary sił i podwójnej pary sił. Promieniowanie fal P i S. Sekwencje trzęsień ziemi. Wstrząsy poprzedzające (prekursory), wstrząs główny i wstrząsy następcze (aftershocks).
8. Prognozowanie trzęsień ziemi
Procesy fizyczne w ognisku trzęsienia. Prognozowanie trzęsień ziemi. Metody statystyczne.
9. 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.
10. 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.
11. Magnetyzm Ziemi
Pole magnetyczne Ziemi, deklinacja, inklinacja. Dryft pola magnetycznego, odwracanie polarności. Liniowe anomalie magnetyczne. Paleomagnetyzm.
12. Geofizyka i tektonika globalna
Litosfera i astenosfera. Wiek dna oceanicznego. Strumień cieplny. "Zimna" litosfera kontynentalna; "ciepła" litosfera oceaniczna. Brzegi płyt litosferycznych. Strefy subdukcji i ryfty. Hipoteza Wegenera: ruch płyt i dryf kontynentów. Model komórki konwekcyjnej: prądy wznoszące i zstępujące. Nowa tektonika globalna. Kontynenty za 250 mln lat.
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Zakładanym efektem uczenia się jest uzyskanie wiedzy o planecie na której mieszkamy - Ziemi. Umiejętności i inne kompetencje, które student nabywa poprzez realizację danego przedmiotu to głównie możliwość samodzielnej oceny otaczających nas zjawisk związanych z twardą litosferą.
Po ukończeniu wykładu student analizuje, rozpoznaje i wyjaśnia zjawiska z punktu widzenia fizycznego.
Kryteria oceniania
Weryfikacja i ocena osiągniętych przez studenta efektów uczenia się określonych dla przedmiotu jako całości następuje w wyniku procesu egzaminacyjnego dotyczącego każdego studenta lub studentki uczestniczących w powyższym przedmiocie dydaktycznym.
Praktyki zawodowe
Nie są przewidziane żadne praktyki zawodowe związane z tym przedmiotem.
Literatura
W wykładzie przedstawiane są najnowsze osiągnięcia nauk o Ziemi, zwykle niedostępne w podręcznikach akademickich. Dlatego szczególnie zalecane jest świadome uczestnictwo w wykładach. Literatura wymagana lub zalecana do ostatecznego zaliczenia przedmiotu dotyczy zagadnień "klasycznych" i może pomóc w powtórzeniu materiału wykładu. Ponieważ przedmiot kończy się egzaminem, jest to również zalecana literatura do egzaminu.
E. Rybka (1970), Astronomia Ogólna
D. Gubbins (1990), Seismology and Plate Tectonics
L. Czechowski (1994), Tektonika Płyt i Konwekcja w Płaszczu Ziemi
E. Stenz & M. Mackiewicz (1964), Geofizyka Ogólna
S.P. Clark Jr. (1979), Budowa Ziemi
F.D. Stacey (1969), Physics of the Earth
G. Schubert (Ed.) (2007), Treatise on Geophysics, vol. 1-11
A.K. Wróblewski (2009), Historia Fizyki
M.H.P. Bott (1971), The Interior of the Earth
M. Grad (2005), Trzęsienia ziemi i tsunami, Przegląd Geofizyczny, 50(1-2), 47-58
M. Grad (2009), Chorwackie trzęsienie ziemi 8 października 1909 roku, Andrija Mohorovičić i granica Moho, Przegląd Geofizyczny, 54(1-2), 53-67
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: