Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Fizyka wnętrza Ziemi

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-2`FWZ Kod Erasmus / ISCED: 13.202 / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Fizyka wnętrza Ziemi
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Astronomia, I stopień; przedmioty do wyboru
Astronomia, studia indywidualne; przedmioty do wyboru
Fizyka, I stopień; przedmioty do wyboru
Punkty ECTS i inne: (brak)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Założenia (opisowo):

Przed rozpoczęciem nauki przedmiotu student powinien posiadać umiejętność przyswajania prostego różniczkowania i całkowania. Resztę usłyszy na wykładzie.

Skrócony opis:

Wykład przedstawia budowę wnętrza Ziemi i procesy zachodzące w jej głębokim wnętrzu. Wykład rozpoczyna się od omówienia miejsca Ziemi w Układzie Słonecznym i kształtu planety. Obserwacje pól fizycznych - pola grawitacyjnego, pola magnetycznego i sejsmiczności Ziemi. Omówienie fal sejsmicznych jako narzędzia w badaniu wnętrza Ziemi. Procesy fizyczne zachodzące we wnętrzu Ziemi - badania teoretyczne i modelowanie. Hipoteza Wegenera: ruch płyt i dryf kontynentów. Konwekcja we wnętrzu Ziemi – relacja między litosferą i astenosferą. Nowa tektonika globalna i przyszłość dryfujących kontynentów.

Pełny opis:

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.

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

Efekty uczenia się:

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.

Metody i 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.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.