Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi 1100-2GG11

Cele wykładu:

-przedstawienie ostatnich osiągnięć studentom Nauk o Ziemi.
-pokazanie globalnych zjawisk tektonicznych przebiegających we wnętrzu i na powierzchni Ziemi,
-Omówienie fizycznej strony globalnych procesów tektonicznych,
-przedstawienie metod numerycznego modelowania wybranych procesów,

Wykład adresowany jest do osób studiujących Nauki o Ziemi, dlatego też nacisk położony będzie na zrozumienie fizyki procesów, a aparat matematyczny będzie nieco zredukowany w głównym ciągu wykładów. Aparatem matematyczny i metody numeryczne będą szerzej omawiane na ćwiczeniach.

Program:
1. Powstanie Układu Słonecznego (procesy w gwiazdach, powstanie pierwiastków, meteoryty, ich podział, mineralogia, metody datowania izotopowego, akrecja Ziemi i innych planet, zderzenia protoplanet, powstanie Księżyca, katastrofa żelazna).
2. Budowa Ziemi i planet grupy ziemskiej (powierzchnia Ziemi i planet, podstawowe minerały i skały, geosfery: skorupa, górny płaszcz, strefa przejść fazowych, dolny płaszcz, warstwa D", jądro zewnętrze i jądro wewnętrzne).
3. Wielkoskalowe procesy geotektoniczne (ruchy tektoniczne, wulkanizm, źródła ciepła, litosfera i astenosfera, dryf kontynentów, tektonika płyt).
4. Konwekcja cieplna (podstawy fizyczne konwekcji, liczby bezwymiarowe opisujące konwekcję, sposoby modelowania konwekcji, podstawowe właściwości konwekcji).
5. Konwekcja cieplna w płaszczu Ziemi i planet (właściwości reologiczne skał płaszcza, ciało Makswella, ciepło radiogeniczne, pierwiastki krótko i długożyciowe, rola różnych sposobów ogrzewania, rola zmiennej lepkości i innych szczególnych właściwości płaszcza planety, modelowanie numeryczne).
6. Oddziaływanie konwekcji w płaszczu z litosferą (pióropusze płaszcza i wulkanizm, konwekcja jako mechanizm dryfu kontynentów, trzęsienia ziemi, tektonika płyt a konwekcja w płaszczu, delaminacja litosfery, obserwacje obecnej konwekcji w płaszczu – tomografia sejsmiczna).
7. Tektonika płyt – strefy spredingu (grzbiety oceaniczne i powstawanie skorupy i litosfery, strefa neowulkaniczna, dyferencjacja magmy).
8. Tektonika płyt - strefy subdukcji (rowy oceaniczne i proces subdukcji, strefy Benioffa, wulkanizm stref subdukcji, powstawanie gór i wzrost kontynentów).
9. Ewolucja konwekcji i procesów tektonicznych (czynniki ewolucyjne konwekcji, cykl Wilsona, powstawanie i rozpad superkontynentów, dyferencjacja grawitacyjna, warstwa D” i jej rola)
10. Tektonika i konwekcja na wybranych innych planetach (Wenus, Mars, Merkury, Księżyc, Io, Europa, Westa, Ceres, tektonika jednej płyty i związane z tym konsekwencje, kataklizm i związane z tym odmłodzenie skorupy Wenus, maskony, rola ciepła pływowego dla satelitów wielkich planet).
11. Perspektywy przyszłych badań i problemy wymagające rozwiązania (rozwój metod badań, pierwszy miliard lat Ziemi, generacja tektoniki płyt przez konwekcję w płaszczu, hipotezy dotyczące warstwy D” i inne problemy).