Cosmic-ray geophysics
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1300-WGFPK |
Kod Erasmus / ISCED: |
07.303
|
Nazwa przedmiotu: | Cosmic-ray geophysics |
Jednostka: | Wydział Geologii |
Grupy: |
Przedmiot do wyboru na studiach II stopnia dla spec. innych niż ta dla której jest obowiązkowy Przedmioty do wyboru na II - III roku studiów pierwszego stopnia na kierunku geologia poszukiwawcza Przedmioty do wyboru na II i III roku studiów pierwszego stopnia na kierunku geologia poszukiwawcza Przedmioty do wyboru na II, III i IV roku studiów I-go stopnia na kierunku geologia stosowana |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | angielski |
Rodzaj przedmiotu: | fakultatywne |
Założenia (opisowo): | Student zna podstawowe pojęcia z geologii i geofizyki. |
Skrócony opis: |
Przedmiot uczy podstaw fizycznych promieniowania kosmicznego oraz zastosowań produktów promieniowania w naukach o Ziemi. |
Pełny opis: |
Program zajęć obejmuje następujące główne grupy zagadnień: - Podstawy fizyki promieni kosmicznych i ich interakcje z materią na Ziemi. - Produkcja izotopów kosmogenicznych w atmosferze, wodzie i skałach, oraz ich zastosowanie w geochronologii i pokrewnych dziedzinach. - Interakcje neutronów kosmogenicznych z wodą na Ziemi i zastosowanie w hydrologii i pokrewnych dziedzinach. - Techniki pomiarowe dla neutronów i izotopów kosmogenicznych. |
Literatura: |
Nautron physics Glasstone, S., and M.C. Edlund, 1952, Elements of nuclear reactor theory: New York, Van Nostrand, 416 p. Knoll, G.F., 2000, Radiation detection and measurement: New York, Wiley, 802 p. Krane, K.S., 1988, Introductory nuclear physics: New York, Wiley, 845 p. Cosmic rays Carlson, P., 2012. A century of cosmic rays. Physics Today 65, 30-36. Rossi, B., 1964. Cosmic rays. McGraw-Hill, New York. Lev I. Dorman, L.I., 2013. Cosmic Rays in the Earth’s Atmosphere and Underground. Springer, Dordrecht. Desilets, D., and M. Zreda, 2003. Spatial and temporal distribution of secondary cosmic-ray nucleon intensities and applications to in-situ cosmogenic dating. Earth and Planetary Science Letters 206, 21-42. Desilets, D., M. Zreda, and T. Prabu, 2006. Extended scaling factors for in situ cosmogenic nuclides: New measurements at low latitude. Earth and Planetary Science Letters 246, 265-276. Lifton, N., T. Sato, and T.J. Dunai, 2014. Scaling in situ cosmogenic nuclide production rates using analytical approximations to atmospheric cosmic-ray fluxes. Earth and Planetary Science Letters 386, 149-160. Cosmogenic isotopes Dunai, T.J., 2010. Cosmogenic Nuclides: Principles, Concepts and Applications in the Earth Surface Sciences. Cambridge University Press. Lal, D., 1988. In situ-produced cosmogenic isotopes in terrestrial rocks. Annual Reviews of Earth and Planetary Sciences 16, 355-388. Lal, D., 1991. Cosmic ray labeling of erosion surfaces: in situ nuclide production rates and erosion models. Earth and Planetary Science Letters 104, 424-439. Phillips, F.M., D.C. Argento, G. Balco, M.W. Caffee, J. Clem, T.J. Dunai, R. Finkel, B. Goehring, J.C. Gosse, A.M. Hudson, A.J.T. Jull, M.A. Kelly, M. Kurz, D. Lal, N. Lifton, S.M. Marrero, K. Nishiizumi, R.C. Reedy, J. Schaefer, J.O.H. Stone, T. Swanson, and M.G. Zreda, 2016. The CRONUS-Earth project: a synthesis. Quaternary Geochronology 31, 119-154. Zreda, M.G., F.M. Phillips, D. Elmore, P.W. Kubik, P. Sharma, and R.I. Dorn, 1991. Cosmogenic chlorine-36 production rates in terrestrial rocks. Earth and Planetary Science Letters 105, 94-109. Zreda, M., J. England, F. Phillips, D. Elmore, and P. Sharma, 1999. Unblocking of the Nares Strait by Greenland and Ellesmere ice-sheet retreat 10,000 years ago. Nature 398, 139-142.. Zreda, M., and J.S. Noller, 1998. Ages of prehistoric earthquakes revealed by cosmogenic chlorine-36 in a bedrock fault scarp at Hebgen Lake. Science 282, 1097-1099. Zweck, C., M. Zreda, and D. Desilets, 2013. Snow shielding factors for cosmogenic nuclide dating inferred from Monte Carlo neutron transport simulations. Earth and Planetary Science Letters 379, 64-71. Measuring water at the land surface Zreda, M., D. Desilets, T.P.A. Ferré, and R.L. Scott, 2008. Measuring soil moisture content non-invasively at intermediate spatial scale using cosmic-ray neutrons. Geophysical Research Letters 35, L21402, doi: doi:10.1029/2008GL035655. Zreda, M., W.J. Shuttleworth, X. Zeng, C. Zweck, D. Desilets, T. Franz, and R. Rosolem, 2012. COSMOS: the COsmic-ray Soil Moisture Observing System. Hydrology and Earth System Sciences 16, 4079-4099. Desilets, D., M. Zreda, and T. Ferre, 2010. Nature's neutron probe: Land-surface hydrology at an elusive scale with cosmic rays. Water Resources Research 46, W11505, doi: 10.1029/2009WR008726. Köhli, M., M. Schrön, M. Zreda, U. Schmidt, P. Dietrich, and S. Zacharias, 2015. Footprint characteristics revised for field-scale soil moisture monitoring with cosmic-ray neutrons. Water Resources Research 51, 5772-5790. Desilets, D., and M. Zreda, 2013. Footprint diameter for a cosmic-ray soil moisture probe: Theory and Monte Carlo simulations. Water Resources Research 49, 3566-3575 Franz, T.E., M. Zreda, R. Rosolem, and T.P.A. Ferre, 2013. A universal calibration function for determination of soil moisture with cosmic-ray neutrons. Hydrology and Earth System Sciences 17, 453-460. Franz, T.E., M. Zreda, R. Rosolem, B.K. Hornbuckle, S.L. Irvin, H. Adams, T.E. Kolb, C. Zweck, and W.J. Shuttleworth, 2013. Ecosystem-scale measurements of biomass water using cosmic ray neutrons. Geophysical Research Letters 40, 3929-3933. Methods of measurement Accelerator mass spectrometry: Elmore and Phillips, 1986; Kutschera, 2016 Noble gas mass spectrometry: Neutron spectrometry: Neutron detectors: Knoll, G.F., 2000, Radiation detection and measurement: New York, Wiley, 802 p. Neutron moisture sensors: Zreda, M., W.J. Shuttleworth, X. Zeng, C. Zweck, D. Desilets, T. Franz, and R. Rosolem, 2012. COSMOS: the COsmic-ray Soil Moisture Observing System. Hydrology and Earth System Sciences 16, 4079-4099. Neutron monitors: Simpson, J.A., 2000. The cosmic ray nucleonic component: The invention and scientific uses of the neutron monitor – (Keynote Lecture). Space Science Reviews 93, 11-32, doi: 10.1023/A:1026567706183. |
Efekty uczenia się: |
Student zna i rozumie: - podstawy fizyki promieni kosmicznych i metodologię badań naukowych w tym zakresie - zastosowanie produktów promieniowania kosmicznego w geologii i geomorfologii - zastosowanie produktów promieniowania kosmicznego w hydrologii i glacjologii - istotę datowania obiektów na powierzchni Ziemi przy pomocy izotopów kosmogenicznych Potrafi: - przeprowadzić analizę danych pomiarowych i interpretację wyników - przygotować i wygłosić referat na podstawie samodzielnych studiów literaturowych - wykorzystywać zdobytą wiedzę do twórczego identyfikowania, formułowania i innowacyjnego rozwiązywania złożonych problemów lub wykonywania zadań o charakterze badawczym - uczestniczyć w dyskusji naukowej - posługiwać się językiem obcym w stopniu umożliwiającym uczestnictwo w międzynarodowym środowisku naukowym i zawodowym Jest gotów do: - krytycznej oceny dorobku w ramach danej dyscypliny naukowej - uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych |
Metody i kryteria oceniania: |
Kontrola obecności – dopuszczalna 1 nieobecność, ocena poprawności wykonanych analiz i wnioskowania, ocena referatu, poprawkowe zaliczenie w formie ustnej. W ROKU AKAD. 2019/2020, ZE WZGLĘDU NA COVID-19 KRYTERIA OCENIANIA I ZALICZANIA USTALA PROWADZĄCY ZAJ ĘCIA. PODAJE JE DO WIADOMOŚCI STUDENTÓW NA MIN. 10 DNI PRZED TERMINEM ZALICZENIA. |
Praktyki zawodowe: |
Nie dotyczy |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.