جغرافی
زمین در فضا

میدان مغناطیسی زمین

زمین دارای یک میدان مغناطیسی دوقطبی است؛ به نظر می رسد که یک آهنربای میله ای غول پیکر در مرکز آن وجود دارد. پیکربندی این میدان به کندی تغییر می کند، احتمالاً به دلیل حرکت مواد مذاب در هسته بیرونی زمین در اعماق بیشتر از 2900 کیلومتر.میدان مغناطیسی اصلی ناشی از منابعی است که در اعماق زمین قرار دارند. در پیام دریافت نوسانات اصلی میدان مغناطیسیتغییرات سریع اما ظریف ناشی از جریان های الکتریکیدر یونوسفر خواص الکتریکی یونوسفر با وجود ذرات باردار در آن مرتبط است که زمانی که جو توسط تابش خورشیدی یونیزه می شود به وجود می آیند. بادهایی که در یونوسفر در حضور میدان مغناطیسی ثابت زمین می وزند منجر به وقوع جریان های الکتریکی می شود که به نوبه خود یک میدان مغناطیسی متناوب اضافی ایجاد می کند. علاوه بر این نوسانات مغناطیسی منظم، اختلالات ناشی از شعله های دوره ای خورشیدی نیز وجود دارد - منابع اشعه ماوراء بنفش و اشعه ایکس و جریان آشفته ذرات باردار به باد خورشیدی. این تابش یونیزاسیون را افزایش می دهد و باعث ایجاد جریان های الکتریکی اضافی در یونوسفر می شود. گاهی بادهای خورشیدی چنان مؤثر با میدان ژئومغناطیسی برهمکنش می‌کنند که یک جریان الکتریکی حلقوی از یک حالت چند شعاع کره زمین ایجاد می‌کند. این منجر به کاهش میدان مغناطیسی سر می شود. چنین اختلالات مغناطیسی در سراسر جهان احساس می شود، اما در مناطق قطبی بارزتر است. در طول دوره‌های اختلالات مغناطیسی پسر، شفق‌های قطبی شدید رخ می‌دهد و ارتباطات رادیویی اغلب مختل می‌شود. مطالعات میدان مغناطیسی زمین برای مطالعه وضعیت فیزیکی فضاهای داخلی عمیق و فرآیندهایی که در لایه‌های مرتفع جو اتفاق می‌افتند استفاده می‌شود. میدان مغناطیسی همچنین نقش مهمی در کره هایی دارد که هزاران کیلومتر از سطح زمین فاصله دارند. در محدوده آنها، جریان شدید ذرات که توسط یک میدان مغناطیسی گرفته می شود، مشکلات جدی برای تحقیقات هوافضا ایجاد می کند. پرتوهای کیهانی خورشیدی و کهکشانی، علیرغم انرژی زیادشان، حتی قبل از ورود به جو توسط میدان مغناطیسی زمین منحرف می شوند. در هر نقطه از زمین، میدان مغناطیسی با شدت و جهت مشخص می شود که زاویه آن با سطح افقی را میل مغناطیسی (I) می نامند. اگر میدان بر روی صفحه افقی پیش بینی شود، جهت در تقریب اول از شمال به جنوب جهت گیری می شود، اما در حالت کلی زاویه ای با جهت واقعی نصف النهار جغرافیایی تشکیل می دهد. این انحراف فقط نام انحراف مغناطیسی است ( D ). دامنه یا شدت میدان مغناطیسی را شدت مغناطیسی کل می گویند.اف ). میدان مغناطیسی را می توان با دو جزء عمود بر هم نشان داد: افقی (H) و عمودی (ز ). اگر بردارهایی که شدت و جهت مولفه افقی را در نقاط مختلف زمین نشان می دهند بر روی نقشه ترسیم شوند، می توان دید که از نقطه ای نزدیک به قطب جنوب واگرا می شوند و در نقطه ای نزدیک به قطب شمال همگرا می شوند. این نقاط را به ترتیب قطب آهنربای جنوبی و شمالی می نامند. در قطب ها، میدان مغناطیسی به صورت عمودی هدایت می شود.

خطی که میدان مغناطیسی به صورت افقی روی آن هدایت می شود، استوای مغناطیسی نامیده می شود.

قطب های مغناطیسی با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند و به سرعت حرکت می کنند. قطب مغناطیسی شمال در آبهای شمالی کانادا قرار دارد. مختصات آن در سال 1900 69 درجه شمالی بود. ش و 97 درجه غربی. D.، در سال 1950 - 72 درجه شمالی. ش و 96 درجه غربی. D.، در سال 1980 - 75 درجه شمالی. ش و 100 درجه غربی D.، در سال 1985 - 77 درجه شمالی. ش و 102 درجه غربی. ه) قطب مغناطیسی جنوب در سال 1985 دارای مختصات 65.5 درجه جنوبی بود. ش و 139.5 درجه شرقی. ه- خط مستقیمی که از میان این قطب های مغناطیسی کشیده شده است از مرکز زمین نمی گذرد. اندازه گیری میدان ژئومغناطیسی نشان می دهد که در سطح زمین به طور کلی می توان آن را به عنوان میدان آهنربایی که در مرکز سیاره قرار دارد نشان داد. به آن میدان دوقطبی مغناطیسی نیز می گویند. دو نقطه ای که محور دوقطبی سطح زمین را قطع می کند، قطب های ژئومغناطیسی نامیده می شوند. در اوایل دهه 1990، استوای ژئومغناطیسی 12 درجه به استوای جغرافیایی متمایل شد. قطب ژئومغناطیسی شمال دارای مختصات 79 درجه شمالی بود. ش و 70 درجه غربی. و محور دوقطبی 460 کیلومتر از مرکز زمین در جهت اقیانوس آرام (18 درجه شمالی، 148 درجه شرقی) فاصله داشت. کل شدت مغناطیسی در قطب های ژئومغناطیسی حدود 0.6 گاوس است، در استوای مغناطیسی شدت آن تقریباً نصف آن است.

طرح سخنرانی

1.1. فرم و پارامترهای اساسی زمین.

1.2. میدان گرانشی زمین.

1.3. میدان حرارتی زمین.

1.4. میدان مغناطیسی زمین.

زمین شناسی به عنوان علمی که قبل از هر چیز سیاره ما و پوسته سنگی بالای آن را مطالعه می کند، جهان سیلی اطراف - جهان را نادیده نمی گیرد. این به این دلیل است که در ساختار زمین شباهت ها و تفاوت های خاصی با سیارات وجود دارد. برخی از فرآیندهای زمین شناسی ارتباط مستقیمی با پدیده های کیهانی دارند.

زمین یک سیاره معمولی است منظومه شمسی- با وجود پوسته های داخلی و خارجی به خوبی توسعه یافته مشخص می شود.

1.1. شکل و پارامترهای اساسی زمین

زیر شکل یا شکل زمین، شکل او را درک کنید بدن جامداز سطح قاره ها و کف دریاها و اقیانوس ها تشکیل شده است. شکل سیاره با چرخش آن، نسبت نیروهای جاذبه و نیروی گریز از مرکز، چگالی ماده و توزیع آن در بدن تعیین می شود.

اندازه‌گیری‌های زمین‌شناسی نشان داده‌اند که استحکام ساده‌شده زمین به چرخش بیضوی (اسفروئید) نزدیک می‌شود. شعاع قطبی Rn 6356.8 کیلومتر، استوایی - 6378.2 کیلومتر، تفاوت بین شعاع ها 21.4 کیلومتر است.

اندازه گیری های دقیق نشان داده است که زمین شکل پیچیده تری دارد. این شکل که فقط مختص زمین بود، GEOID نام داشت. در هر نقطه از ژئوئید، بردار گرانش بر سطح آن عمود است که با گسترش سطح اقیانوس جهانی در زیر قاره ها می توان آن را به دست آورد. سطح ژئوئید است که هنگام شمارش ارتفاعات در توپوگرافی، ژئودزی، نقشه برداری معدن به عنوان پایه در نظر گرفته می شود.

ژئوئید و کروی بر هم منطبق نیستند و اختلاف بین موقعیت سطوح آنها به 160 کیلومتر (100 متر در اتحاد جماهیر شوروی) می رسد. بر اساس دقیق ترین داده های اخیر، مشخص شده است که زمین یک بیضی سه محوری گلابی شکل (یعنی قلب شکل) دارد.

جرم زمین 5.977 10 21 تن، حجم 1.083 میلیارد کیلومتر مربع، مساحت 510 میلیون کیلومتر مربع است. چگالی متوسط ​​زمین 5.52 گرم بر سانتی متر مکعب است. مشخص شده است که قسمت بیرونی، سنگی پوسته زمیندارای چگالی متوسط ​​2.8 گرم بر سانتی متر مکعب است. بنابراین، برای اینکه چگالی کل 5.52 باشد، درون زمین باید چگال تر از بیرون باشد. افزایش چگالی با عمق را می توان با تفاوت در ترکیب و نیروی عظیمی که قسمت های بیرونی زمین بر قسمت های داخلی فشار می آورد توضیح داد. فرض بر این است که هسته داخلی دارای چگالی حدود 13 گرم بر سانتی متر مکعب است که ظاهراً مطابق با وضعیت آهن فلزی در این فشار است.

1.2. میدان گرانشی زمین

میدان های فیزیکی ایجاد شده توسط سیاره به عنوان یک کل و توسط اجسام جدا شده منفرد با ترکیبی از ویژگی های ذاتی در هر جسم فیزیکی تعیین می شود. مطالعه زمینه های ژئوفیزیک در مطالعه خواص فیزیکی مهم است سنگ هادر نمونه ها و آرایه ها مطالعه خواص و تفسیر داده های به دست آمده باید بر اساس شناخت الگوهای عمومی و محلی ساختار میدان های فیزیکی زمین باشد.

جرم عظیم زمین دلیل وجود نیروهاست

جاذبه ای که بر زوزه بدن و اجسام واقع شده روی آن تأثیر می گذارد سطوح فضایی که نیروهای جاذبه زمین در درون آن آشکار می شود، میدان گرانش یا میدان گرانشی نامیده می شود (lat. "gravitas" - گرانش) که منعکس کننده ماهیت توزیع جرم ها در روده ها است و ارتباط نزدیکی با شکل زمین هر نقطه از سطح زمین قدر گرانش خاص خود را دارد؛ در مرکز زمین، گرانش صفر است.

نیروی گرانش از نظر عددی برابر با نیروی جاذبه و نیروی گریز از مرکز P است که بر واحد جرم ماده وارد می شود.

در سیستم CGS، بزرگی گرانش بر حسب گال (cm/s) بیان می‌شود. در عمل اغلب از یک هزارم گالا-میلی‌گال استفاده می‌شود. گرانش به موقعیت ارتفاع زمین بستگی دارد، زیرا این فاصله را به ارتفاع تغییر می‌دهد.

مرکز زمین بنابراین، اندازه گیری گرانش معمولا به یک کاهش می یابد

سطح، مانند سطح ژئوئید یا بیضی. ارزش گرانش در سطح زمین از استوا به قطب ها از 978.049 به 963.235 گال افزایش می یابد. مقدار متوسط ​​گرانش روی سطح زمین 981 گال است.

بزرگی گرانش نه تنها به موقعیت ارتفاع، بلکه به عرض جغرافیایی منطقه نیز بستگی دارد. همچنین تحت تأثیر توزیع نابرابر توده ها در روده های زمین است. به همین دلیل، انحرافات موضعی در مقادیر گرانش از مقادیر تئوری محاسبه شده آن وجود دارد. به این گونه انحرافات، ناهنجاری های گرانشی می گویند.

ناهنجاری های گرانشی مثبت و منفی وجود دارد. موارد مثبت هنگامی مشاهده می شود که توده های متراکم (سنگ آهن) در روده های پوسته زمین قرار دارند. موارد منفی ناشی از رسوبات توده های سبک (گچ، نمک پتاسیم) است. با توجه به نتایج اندازه‌گیری‌ها، نقشه‌های گرانشی تهیه می‌شوند که با استفاده از خطوط ایزوله، ناهنجاری‌های گرانشی بر حسب میلی‌گال نشان داده می‌شوند.

تغییرات در گرانش می تواند ناشی از برخی پدیده های شناخته شده از نجوم باشد، مانند کاهش سرعت یا افزایش سرعت چرخش زمین به دور محور خود، تغییر در شکل و چگالی زمین.

1.3. میدان حرارتی زمین

میدان حرارتی زمین در اثر منابع خارجی و داخلی شکل می گیرد. منبع اصلی انرژی خارجی تابش خورشید است. انرژی تابشی خورشید که سطح زمین در سال دریافت می کند 10*5.44 ژول است. حدود 55 % توسط جو، پوشش گیاهی، خاک جذب می شود. بقیه انرژی به فضا منعکس می شود.

منابع گرمای داخلی زمین به شرح زیر است: فروپاشی رادیواکتیو عناصر. انرژی تمایز گرانشی ماده؛ گرمای باقیمانده و غیره

گرمای خورشیدی حاصل مستقیماً سنگ ها را گرم می کند و فقط تا عمق کم نفوذ می کند. دمای سطح لایه ها در طول روز، فصل و سال متفاوت است. با عمق دامنه، نوسانات دما کاهش می یابد: ابتدا تأثیر نوسانات روزانه در دمای هوا از بین می رود، سپس نوسانات فصلی و در نهایت سالانه. در برخی از عمق ها، دمای سنگ ها برای سال ها ثابت می ماند - منطقه ای با دمای ثابت. در بالای آن لایه هایی از نوسانات طولانی مدت، فصلی و روزانه دیده می شود.

عمق کمربند دماهای ثابت با عرض جغرافیایی منطقه و با تغییرات در خواص ترموفیزیکی سنگ ها تغییر می کند. در مناطق استوایی، منطقه دمای ثابت به 1-2 متر، در عرض های جغرافیایی متوسط ​​20-30 متر (در مسکو - 20 متر) می رسد.

دمای ثابت این منطقه تقریباً برابر با میانگین دمای سالانه لایه سطحی این ناحیه است (برای مسکو + 4.2 درجه سانتیگراد، برای پاریس + I8) اگر میانگین دمای سالانه منطقه زیر 0 باشد، بارندگی و آب های زیرزمینی به یخ تبدیل می شوند این شرط اصلی برای تشکیل "یخبندان دائمی" است.

با شروع از منطقه دمای ثابت، افزایش ثابتی در دمای سنگ ها با عمق وجود دارد که با یک پله زمین گرمایی و یک گرادیان زمین گرمایی مشخص می شود. مرحله زمین گرمایی - از نظر عددی برابر با تعداد مترهایی است که باید به عمق آنها بروید تا دمای سنگها 1 افزایش یابد و دارای ابعاد m / deg باشد. شیب زمینی - مقدار معکوس و از نظر عددی برابر با تعداد درجه هایی است که دمای سنگ ها هنگام عمیق شدن 100 متر (متر بر درجه) افزایش می یابد.

گام زمین گرمایی به طور متوسط ​​33 متر بر درجه است، اما مقدار آن در نقاط مختلف به طور گسترده ای از 2 تا 250 متر بر درجه تغییر می کند. اغلب مقدار پله زمین گرمایی به طور قابل توجهی در اعماق مختلف یک نقطه منحرف می شود. این بستگی به رسانایی حرارتی مختلف و شرایط وقوع سنگ ها، آب های زیرزمینی، دوری از دریاها و اقیانوس ها، زمین، شرایط ژئوشیمیایی دارد.

بالاترین دمای سنگ در معادن زیرزمینی C است و در معادن مس Magna (ایالات متحده آمریکا) در عمق 1200 متری مشاهده شد. برای توسعه ذخایر معدنی که در اعماق زیاد و در منطقه منجمد دائمی اتفاق می‌افتند، لازم است رژیم حرارتی معادن و معادن عمیق تنظیم شود.

1.4. میدان مغناطیسی زمین

میدان های مغناطیسی در سراسر کره زمین و درون آن وجود دارد. طبق تحقیقات فضایی، این سیاره برای فاصله ای بیش از ده برابر شعاع زمین گسترش می یابد و یک مگنتوسفر را تشکیل می دهد. یک شکل خارجی نامتقارن پیچیده از مگنتوسفر، که به طور مداوم در شکل و قدرت تغییر می کند، ایجاد شده است. از سمت زمین، که توسط خورشید روشن می شود، مگنتوسفر به طور قابل توجهی فشرده می شود و از طرف مقابل، با تشکیل یک ستون مغناطیسی کشیده می شود.

عدم تقارن مگنتوسفر به دلیل تأثیر باد خورشیدی (تابش کیهانی) است.

بر اساس داده های سال 1960، مرز مغناطیس در ارتفاع 93000 کیلومتری قرار دارد. قدر میدان مغناطیسی زمین به نسبت مکعب فاصله تقریباً تا ارتفاع 43 هزار کیلومتری کاهش می یابد. در فضای نزدیک به زمین، فراتر از محدودیت های مغناطیس زمینی، میدان مغناطیسی فضای بین سیاره ای وجود دارد. ماهیت میدان مغناطیسی زمین هنوز به طور کامل مشخص نشده است. مشخص است که تأثیر فرآیندهای رخ داده در لایه های مرتفع جو روی آن اندک است و از 6 تجاوز نمی کند. %. بر این اساس، اعتقاد بر این است که میدان مغناطیسی با فرآیندهایی که در اعماق زمین رخ می دهد، مرتبط است. میدان مغناطیسی بر جهت گیری کانی های فرومغناطیسی (مگنتیت، ایلمنیت، هماتیت) در سنگ ها تأثیر می گذارد. ماسه های آذرین اولترابازیک و پایه (بازالت ها، گابروها) و ماسه های قرمز رنگ شدیدترین واکنش را به میدان مغناطیسی نشان می دهند. پیدایش رسوبی.

قطب های میدان مغناطیسی زمین با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند.

مشخصات اصلی میدان مغناطیسی به شرح زیر است:

DECLATION MAGNETIC - زاویه بین محور سوزن مغناطیسی نصف النهارهای مغناطیسی و نصف النهار جغرافیایی.

شیب مغناطیسی - زاویه سوزن مغناطیسی به افق.

قدرت میدان مغناطیسی زمین با یک کمیت برداری - ولتاژ مغناطیسی بیان می شود. واحد اندازه گیری شدت مغناطیسی یک صد هزارم ارستد است که گاما () نامیده می شود.

انحراف عناصر میدان مغناطیسی زمین را ناهنجاری مغناطیسی می نامند. آنها یا در اثر وقوع توده های مغناطیسی بزرگ (سنگ آهن) یا به دلیل اختلال در همگنی ساختار زمین شناسی ایجاد می شوند.

بزرگترین ناهنجاری مغناطیسی در جهان که در اثر وقوع توده های مغناطیسی بزرگ ایجاد می شود، KMA است.

مطالعه میدان مغناطیسی زمین به طور گسترده ای برای جستجوی ذخایر معدنی از جمله نفت و گاز استفاده می شود.

وزارت آموزش و پرورش و علوم

دانشگاه دولتی روسیه

نفت و گاز به نام I.M. Gubkin

گروه زمین شناسی

کار دوره

با موضوع: میدان های ژئوفیزیکی زمین

سنجش مغناطیسی میدان حرارتی

مقدمه

میدان حرارتی زمین

1 پارامترهای میدان حرارتی زمین

2 کاربرد اکتشاف حرارتی

میدان گرانش

1 پارامتر میدان گرانش

2 تفسیر و وظایف حل شده با بررسی گرانشی

3 کاربرد نقشه برداری گرانشی

میدان مغناطیسی زمین

1 در مورد منشاء میدان مغناطیسی زمین

2 عناصر اصلی میدان مغناطیسی

3 شناسایی مغناطیسی یا مغناطیسی

4 مغناطیسی سنگ ها و خواص مغناطیسی آنها

5 کاربرد اکتشاف مغناطیسی برای نقشه برداری، اکتشاف و اکتشاف مواد معدنی

میدان الکترومغناطیسی زمین

1 میدان های الکترومغناطیسی

2 خواص الکترومغناطیسی سنگ ها

3 هوش الکترومغناطیسی

4ویژگی های استفاده از امواج الکترومغناطیسی

کتابشناسی - فهرست کتب

سنجش مغناطیسی میدان حرارتی

مقدمه

ژئوفیزیک- مجموعه ای از علوم که ساختار زمین را با روش های فیزیکی مطالعه می کند. ژئوفیزیک به معنای وسیع فیزیک زمین جامد (پوسته زمین، گوشته، مایع بیرونی و هسته داخلی جامد)، فیزیک اقیانوس‌ها، آب‌های سطح زمین (دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، یخ) و آب‌های زیرزمینی را مطالعه می‌کند. فیزیک جو (هواشناسی، اقلیم شناسی، هواشناسی).

زمینه های ژئوفیزیک عبارتند از:

میدان حرارتی زمین.

میدان گرانش.

میدان مغناطیسی زمین.

میدان الکترومغناطیسی زمین.

1. میدان حرارتی زمین

زمین از گروه اجرام سرد آسمانی است. انرژی کمتری نسبت به دریافتی از خارج به فضای بیرونی می‌تابد. سطح آن تحت تأثیر جریان عظیم انرژی است که از خورشید می آید. به گفته M.D. Khutorsky، 5.5 * 10 24 J در سال است که 10 هزار بار بیشتر از میدان حرارتی خود زمین است. حدود 40 درصد از این انرژی به فضای بیرونی منعکس می شود. تنها 2 درصد انرژی صرف تخریب سنگ ها می شود.

دانشمندان برای مدت طولانی می دانستند که درجه حرارت در روده های زمین بسیار بالاتر از لایه های نزدیک به سطح است، بر اساس حقایقی مانند فعالیت های آتشفشانی، وجود منابع گرمابی. همه اینها گواه منابع انرژی خود زمین است.

.1 پارامترهای میدان حرارتی زمین

الف) گرادیان زمین گرمایی.

ب) مرحله زمین گرمایی.

ج) ضریب هدایت حرارتی.

د) ظرفیت گرمایی

د) چگالی شار حرارتی.

ه) میزان تولید گرما.

گرادیان زمین گرمایی تغییر دمای سنگ ها را در واحد فاصله مشخص می کند. بسته به اینکه دما در یک منطقه یا در یک بخش عمودی تغییر کند، شیب زمین گرمایی افقی و عمودی متمایز می شود.

متقابل گرادیان زمین گرمایی را پله زمین گرمایی می گویند. طول فاصله سنگ را مشخص می کند که در آن دما یک درجه افزایش می یابد.

به گفته بی گوتنبرگ، گرادیان زمین گرمایی در نقاط مختلف کره زمین متفاوت است. بیشینه مقدار آن بیش از 15 برابر از حداقل بیشتر است که نشان‌دهنده فعالیت درون‌زای مختلف مناطق و هدایت حرارتی متفاوت سنگ‌های تشکیل‌دهنده آن‌ها است.

توانایی سنگ ها برای هدایت گرما مشخص کننده ضریب هدایت حرارتی (K) است که برابر با مقدار گرمای منتقل شده از طریق یک واحد سطح در واحد زمان در یک گرادیان دمایی برابر با یک است.

اکثر توضیحات کاملمیدان حرارتی با چگالی شار حرارتی بدست می آید که برابر است با حاصل ضرب گرادیان زمین گرمایی و ضریب هدایت حرارتی.

میانگین چگالی شار گرما در این سیاره 75 میلی‌وات بر میلی‌متر است که برای قاره‌ها و اقیانوس‌ها تفاوت چندانی ندارد. انحرافات جریان گرما از مقادیر متوسط ​​را ناهنجاری می نامند که به منطقه ای و محلی تقسیم می شوند.

.2 کاربرد بررسی حرارتی

بي تفاوت شرایط طبیعیپروفیل‌ها و نقشه‌های زمین گرمایی به‌دست‌آمده برای ترسیم سنگ‌های منجمد دائمی و ذوب شده با خواص حرارتی متفاوت استفاده می‌شوند. مطالعه دینامیک آبهای زیرزمینی؛ پیش بینی نزدیک شدن کار ته چاله به مناطق سیل زده و حل مشکلات دیگر.

2. میدان گرانش

.1 پارامتر میدان گرانش

پارامتر اصلی اندازه گیری شده در میدان گرانش، شتاب سقوط آزاد g است که به طور مطلق یا نسبی تعیین می شود.

اکتشاف گرانشی یا گرانشی (به اختصار اکتشاف گرانشی) یک روش ژئوفیزیکی برای مطالعه پوسته زمین و اکتشاف مواد معدنی است که بر اساس مطالعه توزیع ناهنجاری ها در میدان گرانشی زمین در نزدیکی سطح زمین، در مناطق آبی، در هوا است. . میدان گرانش عمدتاً به دلیل جاذبه نیوتنی توسط زمین برای تمام اجسام دارای جرم است. از آنجایی که زمین از نظر کروی ناهمگن است و حتی می چرخد، میدان گرانش روی سطح زمین ثابت نیست. این تغییرات کوچک هستند و برای مطالعه آنها به ابزارهای بسیار حساس نیاز دارند. پارامترهای اصلی اندازه گیری شده میدان گرانشی، شتاب گرانش و شیب (تغییر شتاب در جهات مختلف) است. مقادیر پارامترهای میدان گرانش از یک سو به دلایل جاذبه و چرخش زمین (میدان طبیعی) و از سوی دیگر به تغییر ناهموار چگالی زمین بستگی دارد. سنگ هایی که پوسته زمین را تشکیل می دهند (میدان غیرعادی). این دو دلیل اصلی برای تغییر گرانش روی زمین به عنوان پایه ای برای دو حوزه گرانش سنجی عمل کرد: گرانش سنجی ژئودتیک و اکتشاف گرانشی.

.2 تفسیر و مسائل حل شده با بررسی گرانشی

در نتیجه اکتشاف گرانشی، نقشه‌ها و نمودارهایی از ناهنجاری‌های Bouguer ∆ بدست می‌آید که بر روی آنها ناهمگونی‌های چگالی جانبی سنگ‌ها در اعماق مختلف متمایز می‌شوند. ناهنجاری‌های مثبت مربوط به سنگ‌های متراکم‌تر و ناهنجاری‌های منفی مربوط به سنگ‌هایی با چگالی کمتر است، اما همیشه نشان‌دهنده انطباق میدان‌های گرانشی ناشی از اجرام ناهنجاری‌ساز طبقات ساختاری با عمق‌های مختلف است.

تفسیر داده های گرانش می تواند کیفی و کمی باشد و با تفسیر زمین شناسی نتایج همراه باشد. با تفسیر کیفی، انتخاب ناهنجاری ها به صورت بصری یا با روش های آماری انجام می شود. با تفسیر کمی و محاسباتی، مکان کانون‌های زمین لرزه (برآمدگی‌ها بر روی سطح زمین) اجسامی که به طور غیرعادی ایجاد می‌شوند، عمق مراکز، شکل‌ها، اندازه‌ها و چگالی اضافی آنها مشخص می‌شود.

.3 کاربرد نقشه برداری گرانشی

اکتشاف گرانشی برای حل طیف گسترده ای از مشکلات مربوط به مطالعه ساختار عمیق زمین، حداقل گوشته بالایی و پوسته زمین، با پهنه بندی زمین ساختی منطقه ای زمین و اقیانوس ها، اکتشاف برای بسیاری از مواد معدنی و مطالعه استفاده می شود. از محیط زمین شناسی

اکتشاف گرانشی همچنین برای اکتشاف و اکتشاف سازه های نفتی، حوضه های زغال سنگ، سنگ معدن و مواد معدنی غیرفلزی استفاده می شود.

در نظر گرفتن توضیح مختصراین مناطق کاربرد اکتشاف گرانشی. اکتشاف گرانشی برای کشف ساختارهای نفتی زیر استفاده می شود: گنبدهای نمکی، چین های تاقدیس، توده های شکاف، سازه های سکوی گنبدی.

گنبدهای نمکی مساعدترین برای اکتشاف هستند، زیرا نمک دارای چگالی کم (ρ=2.1g/cm3) در مقایسه با سنگ‌های اطراف و شیب‌های تند تند است. گنبدهای نمکی واقع در منطقه اورال-امبنسکی، فرورفتگی دنیپر-دونتسک و سایر مناطق با ناهنجاری های منفی شدید ایزومتریک متمایز می شوند که می توان از آنها نه تنها در مورد موقعیت و شکل آنها، بلکه در مورد عمق وقوع نیز قضاوت کرد.

چین های ضدکلینال با ایزوله های دراز ناهنجاری ها اغلب مثبت و کمتر متمایز می شوند علامت منفیبسته به تراکم سنگ هایی که در هسته چین ها قرار دارند. تفسیر نتایج کیفی و گاهی کمی است.

بسیاری از میادین نفت و گاز محدود به توده‌های شکافی هستند، اما اکتشاف مورد دوم توسط گرانش کار دشواری است. برای اکتشاف سنگ‌های آهک شکافی در میان سنگ‌های خاک‌زای رسوبی، از تجزیه و تحلیل ناهنجاری‌های منطقه‌ای و محلی استفاده می‌شود و سنگ‌های آهک شکافی معمولاً با ناهنجاری‌های مثبت متمایز می‌شوند.

اکتشاف گرانشی با دقت بالا برای مطالعه نحوه عملکرد میادین نفت و گاز و همچنین تأسیسات ذخیره سازی گاز زیرزمینی استفاده می شود. در ارتباط با اکتشاف ذخایر زغال سنگ، وزن سنجی هم برای تعیین مرزهای حوضه زغال سنگ و هم برای جستجوی مستقیم ذخایر منفرد و درزهای زغال سنگ، که با چگالی کم (ρ≤2g/cm3) مشخص می شوند، استفاده می شود.

اکتشاف گرانشی در ترکیب با سایر روش‌های ژئوفیزیکی برای اکتشاف سنگ معدن و کانی‌های غیرفلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد و هم برای نقشه‌برداری در مقیاس بزرگ و شناسایی مناطق و ساختارهای تکتونیکی مناسب برای وقوع برخی کانی‌ها و هم برای اکتشاف مستقیم استفاده می‌شود. و اکتشاف ذخایر بنابراین، اکتشاف گرانشی با موفقیت برای شناسایی آنها استفاده می شود.

3. میدان مغناطیسی زمین

.1 درباره منشا میدان مغناطیسی زمین

آنها سعی می کنند منشأ میدان مغناطیسی زمین را با دلایل مختلف مرتبط با ساختار داخلی زمین توضیح دهند. معتبرترین و قابل قبول ترین فرضیه در توضیح مغناطیس زمین، فرضیه جریان های گردابی در هسته است. این فرضیه مبتنی بر این واقعیت ژئوفیزیکی است که در عمق 2900 کیلومتری زیر گوشته (پوسته) زمین یک هسته "مایع" با رسانایی الکتریکی بالا وجود دارد. به دلیل به اصطلاح اثر ژیرو مغناطیسی و چرخش زمین در طول شکل گیری آن، میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی ممکن است ایجاد شود. وجود الکترون های آزاد در هسته و چرخش زمین در چنین میدان مغناطیسی ضعیفی منجر به القای جریان های گردابی در هسته شد. این جریان ها به نوبه خود، همانطور که در دینام ها اتفاق می افتد، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کنند (باززایی). افزایش میدان مغناطیسی زمین باید منجر به افزایش جدیدی در جریان گرداب در هسته شود و دومی - به افزایش میدان مغناطیسی و غیره. فرآیند چنین بازسازی تا زمانی ادامه می یابد که انرژی به دلیل ویسکوزیته هسته و مقاومت الکتریکی آن با انرژی اضافی جریان های گردابی و دلایل دیگر جبران نشود.

.2 عناصر اصلی میدان مغناطیسی

در هر نقطه از سطح زمین، میدان مغناطیسی وجود دارد که با بردار شدت کل T تعیین می شود. یک سوزن مغناطیسی معلق در نزدیکی مرکز ثقل در امتداد بردار T نصب شده است. برآمدگی این بردار بر روی سطح افقی و جهت عمودی و همچنین زوایایی که این بردار با محورهای مختصات تشکیل می دهد، عناصر اصلی میدان مغناطیسی نامیده می شوند (شکل 1).

اگر محور ایکسسیستم مختصات مستطیلی برای اشاره به شمال جغرافیایی، محور در- به سمت شرق، و محور z- پایین خط شاقول، سپس طرح بردار کامل T بر روی محور zجزء عمودی نامیده می شود و با z نشان داده می شود. طرح ریزی بردار کامل T بر روی صفحه افقی را جزء افقی (H) می نامند. جهت H با نصف النهار مغناطیسی منطبق است. پرتاب H بر روی محور ایکسجزء شمالی (یا جنوبی) نامیده می شود. طرح H بر روی محور yجزء شرقی (غربی) نامیده می شود. زاویه بین محور ایکسو جزء H را میل می نامند و با D نشان می دهند. مرسوم است که میل شرقی را مثبت و غربی را منفی می دانند. زاویه بین بردار T و صفحه افقی شیب نامیده می شود و با J نشان داده می شود. هنگامی که انتهای شمال فلش به سمت پایین متمایل می شود، شیب آن شمال (یا مثبت) نامیده می شود، و زمانی که انتهای جنوب فلش کج شود. ، به آن جنوب (یا منفی) می گویند. رابطه عناصر بدست آمده از میدان مغناطیسی زمین با استفاده از فرمول ها بیان می شود:

هفت عنصر میدان مغناطیسی زمین را می توان بر حسب هر سه جزء بیان کرد. در بررسی های مغناطیسی، تنها یک یا دو جزء میدان اندازه گیری می شود (معمولاً Z، H یا T).

برنج. 1. عناصر میدان مغناطیسی زمین

توزیع مقادیر عناصر میدان مغناطیسی روی سطح زمین معمولاً در قالب نقشه های کانتور به تصویر کشیده می شود. خطوط اتصال نقاط با مقادیر مساوی یک یا پارامتر دیگر. ایزوگون های انحرافی ایزوگون نامیده می شوند، ایزولاین های شیب ایزوکلاین هستند، ایزوله های H یا Z به ترتیب ایزودینامیک H یا Z هستند.نقشه ها برای اول جولای ساخته می شوند و به آنها نقشه های دوران فلان سال می گویند. به عنوان مثال، شکل 2 نقشه ای از دوران 1980 را نشان می دهد.

برنج. 2قدرت کل میدان مغناطیسی زمین برای دوره 1980. ایزوله های T از طریق 4 μT ترسیم شده اند (از کتاب P. Sharma "روش های ژئوفیزیک در زمین شناسی منطقه ای")

3.3 اکتشاف مغناطیسی یا مغناطیسی

(به اختصار اکتشاف مغناطیسی) یک روش ژئوفیزیکی برای حل مسائل زمین شناسی بر اساس مطالعه میدان مغناطیسی زمین است. پدیده های مغناطیسی و وجود میدان مغناطیسی در نزدیکی زمین برای بشر در دوران باستان شناخته شده بود. درست مثل مدت‌ها قبل، این پدیده‌ها توسط افراد برای فعالیت‌های عملی (مثلاً استفاده از قطب‌نما) استفاده می‌شد. از نیمه دوم قرن نوزدهم اندازه گیری شدت میدان مغناطیسی برای جستجوی سنگ معدن مغناطیسی انجام شد.

اکتشاف مغناطیسی با سایر روش های ژئوفیزیک در بالاترین بهره وری متفاوت است (به ویژه اکتشاف هوا مغناطیسی). اکتشاف مغناطیسی موثرترین روش اکتشاف و اکتشاف ذخایر سنگ آهن است.

.4 مغناطیسی سنگ ها و خواص مغناطیسی آنها

ناهنجاری های مغناطیسی منطقه ای و محلی به شدت مغناطش سنگ J توسط میدان مغناطیسی مدرن (مغناطیس القایی Ji) و باستانی (مغناطیس ماندگار Jr) بستگی دارد، یعنی. حاصل جمع برداری J=J i +J r است. مغناطش القایی هر نمونه سنگ J i =kT است که k (کاپا) حساسیت مغناطیسی آن است و T بردار کامل میدان ژئومغناطیسی ثابت است. با این حال، همین نمونه حاوی اطلاعاتی در مورد مغناطش‌زایی است که در زمان تشکیل سنگ وجود داشته و تا به امروز به شکل پیچیده‌ای تغییر کرده است. به آن باقیمانده (J r) می گویند. همراه با نسبت Q=J r/Ji، مغناطش پسماند به طور کمی ویژگی سنگ را برای حفظ یا تغییر مغناطش در کل سن آن، شاید میلیون‌ها سال، مشخص می‌کند.

نمونه‌ای از مواد و سنگ‌هایی که دارای میدان مغناطیسی قوی هستند، حتی زمانی که در برابر میدان مغناطیسی زمین محافظت می‌شوند، آهن‌رباهای مصنوعی یا نمونه‌های طبیعی مگنتیت هستند که در آن‌ها مغناطش به دلیل باقیمانده‌ها پایدار است.

.5 کاربرد اکتشاف مغناطیسی برای نقشه برداری، اکتشاف و اکتشاف مواد معدنی

جستجو و اکتشاف ذخایر سنگ آهن کاری است که به بهترین وجه با اکتشاف مغناطیسی حل می شود. تحقیقات با بررسی های هوا مغناطیسی در مقیاس 1: 100000 آغاز می شود. ذخایر سنگ آهن با ناهنجاری های بسیار شدید (صدها و هزاران مقیاس) Z(T) متمایز می شوند. جزئیات ناهنجاری ها با بررسی زمینی انجام می شود. در عین حال، نه تنها تفسیر کیفی، بلکه کمی نیز انجام می شود، یعنی. عمق وقوع توده های مغناطیسی، ضربه، شیب، اندازه لایه های آهن دار و حتی گاهی کیفیت سنگ معدن با شدت مغناطیسی تخمین زده می شود.

سنگ معدن مگنتیت مطلوب ترین برای اکتشاف است؛ نهشته های هماتیت با ناهنجاری های کمتری متمایز می شوند.

4. میدان الکترومغناطیسی زمین

.1 میدان های الکترومغناطیسی

میدان‌های الکترومغناطیسی متغیر طبیعی شامل میدان‌های شبه هارمونیک با فرکانس پایین کیهانی (به آن‌ها مگنتوتلوریک می‌گویند) و اتمسفر (طوفان رعد و برق) طبیعت ("تلوریک" و "اتمسفر").

منشأ میدان‌های مغناطیسی تلوریک با برخورد جریانی از ذرات باردار فرستاده شده توسط فضا (عمدتاً تشعشعات هسته‌ای خورشید) بر یونوسفر زمین توضیح داده می‌شود. تغییرات تناوبی (11 ساله)، سالانه و روزانه میدان مغناطیسی زمین و طوفان های مغناطیسی ناشی از فعالیت های مختلف خورشید و باد خورشیدی، اختلالاتی در مگنتوسفر و یونوسفر ایجاد می کند. در نتیجه القاء در زمین، میدان های مغناطیسی تلوریک به وجود می آیند. به طور کلی این فیلدها دارای فرکانس مادون پایین (از 10 -5 تا 10 هرتز) هستند. این تئوری نشان می‌دهد که در چنین فرکانس‌هایی اثر پوست ضعیف است، بنابراین میدان‌های مغناطیس‌تلوریک تا عمق ده‌ها و چند صد کیلومتری زمین نفوذ می‌کنند. پایدارترین، دائما و همه جا موجود در صبح و ساعات روزبه خصوص در تابستان و در سال‌های افزایش فعالیت خورشیدی، نوسانات دوره کوتاه (SOC) با دوره‌ای از چند تا صد ثانیه وجود دارد. زمینه های دوره های دیگر کمتر مشاهده می شود.

پارامترهای اندازه گیری شده مولفه های الکتریکی (Ex؛ Ey) و مغناطیسی (H x؛ Hy؛ Hz) قدرت میدان مغناطیسی تلوریک هستند. دامنه ها و فازهای آنها از یک سو به شدت تغییرات میدان های تلوریک و ژئومغناطیسی و از سوی دیگر به مقاومت الکتریکی سنگ هایی که بخش ژئوالکتریک را تشکیل می دهند بستگی دارد.

از مولفه های الکتریکی و مغناطیسی عمود بر یکدیگر اندازه گیری شده، می توان \rho یک نیمه فضای همگن (میدان طبیعی) را با استفاده از فرمول زیر به دست آمده در تئوری اکتشاف الکتریکی محاسبه کرد:

ρ=αT*(E x /H g) 2

در جایی که T دوره نوسان است، α ضریب بعد است. اگر T بر حسب s، Ex بر حسب mV/km، H در نانوتسلا (nT)، ρ در اهم*m اندازه گیری شود، برابر 0.2 است. بر روی یک محیط ناهمگن، مقاومت به دست آمده توسط این فرمول، مقاومت ظاهری (KS یا ρz) نامیده می شود.

منشأ میدان های متغیر طبیعی طبیعت جوی با فعالیت رعد و برق همراه است. با هر برخورد صاعقه به زمین (به طور متوسط ​​در تمام سطح زمین، تعداد رعد و برق ها در هر ثانیه تقریباً 100 رعد و برق است)، یک پالس الکترومغناطیسی برانگیخته می شود که در فواصل طولانی منتشر می شود. به طور کلی تحت تأثیر رعد و برق در نقاط بالای زمین همیشه و همه جا یک میدان رعد و برق ضعیف وجود دارد که به آن نویز می گویند. این شامل پالس های (قطارها) دوره ای تکرار شده با شخصیت شبه سینوسی با فرکانس غالب از 10 هرتز تا 10 کیلوهرتز و شدت مولفه الکتریکی در کسری از mV/m است.

سطح متوسط ​​میدان "اتمسفر" در معرض تغییرات قابل توجه روزانه و فصلی است. بردارهای شدت اجزای الکتریکی (E) و مغناطیسی (H) در دامنه و جهت ثابت نمی مانند. با این حال، سطح متوسط ​​کشش (E cf, H cf) در یک دوره ده ثانیه به مقاومت الکتریکی لایه‌های بخش ژئوالکتریکی که نظارت می‌شود بستگی دارد. بنابراین، پارامترهای اندازه گیری شده "اتمسفر" اجزای مختلف E cf و H cf هستند.

4.2 خواص الکترومغناطیسی سنگ ها

خواص الکترومغناطیسی اصلی سنگ ها عبارتند از: مقاومت الکتریکی (ρ)، فعالیت الکتروشیمیایی (α)، قطبش پذیری (ƞ)، نفوذپذیری دی الکتریک (ɛ) و مغناطیسی (µ). پارامترهای ρ، ɛ، μ و همچنین فرکانس میدان، ضریب جذب میدان توسط محیط را تعیین می کند.

4.3 هوش الکترومغناطیسی

(به طور دقیق تر، اکتشاف الکترومغناطیسی) روش های فیزیکی برای مطالعه ژئوسفرهای زمین، اکتشاف و اکتشاف مواد معدنی، بر اساس مطالعه میدان های الکتریکی و الکترومغناطیسی موجود در زمین یا به دلیل فرآیندهای طبیعی کیهانی، جوی، فیزیکی و شیمیایی یا مصنوعی ایجاد شده است.

خواص الکترومغناطیسی رسانه های زمین شناسی، رسانه میزبان، لایه ها، اشیاء، و همچنین پارامترهای هندسی دومی به عنوان پایه ای برای ساخت مقاطع ژئوالکتریک عمل می کند. یک بخش ژئوالکتریک در یک نیمه فضا که از نظر یک یا آن خاصیت الکترومغناطیسی همگن است معمولاً نرمال و بیش از یک ناهمگن - غیرعادی نامیده می شود. اکتشاف الکتریکی بر اساس شناسایی ناهنجاری ها است.

با توجه به تنوع میدان های مورد استفاده، طیف های فرکانس-زمان، خواص الکترومغناطیسی سنگ ها، اکتشاف الکتریکی با روش های زیادی (بیش از 50) با سایر روش های ژئوفیزیک متفاوت است. با توجه به ماهیت فیزیکی آنها می توان آنها را به روش های میدان الکترومغناطیسی متناوب طبیعی، پلاریزاسیون (ژئوالکتروشیمیایی)، مقاومت، فرکانس پایین القایی، فرکانس بالا، مایکروویو، بیوژئوفیزیکی دسته بندی کرد.

4.4 ویژگی های استفاده از الکترومغناطیسی صداگذاری

علیرغم این واقعیت که همه روش های صوت الکترومغناطیسی برای کالبد شکافی محیط های افقی و طبقه بندی ملایم طراحی شده اند، قابلیت های زمین شناسی آنها متفاوت است و در درجه اول به عمق پیش بینی شده و وظایفی که باید حل شوند بستگی دارد.

با کمک صدای الکترومغناطیسی، وظایف زیر حل می شود:

ü تعیین ضخامت و ترکیب پوشش و رسوبات اولیه، عمق پی که برای نقشه برداری حجمی ساختاری - زمین شناسی بسیار مهم است.

ü ارزیابی پارامترهای هندسی و خصوصیات فیزیکی توده های سنگی مورد علاقه برای نقشه برداری مهندسی-زمین شناسی، یخبندان دائمی-یخچال شناسی، نقشه برداری هیدروژئولوژیکی.

ü جستجو برای مخزن، به عنوان یک قاعده، مواد معدنی غیر فلزی. در مطالعات سازه ای در خشکی و دریا تا عمق 5 تا 10 کیلومتری.

5. نتیجه گیری

بر اساس مواد مورد مطالعه، می توان نتیجه گرفت که میدان های ژئوفیزیکی زمین به طور گسترده در مطالعه ساختار زمین شناسی بخش های جداگانه پوسته زمین، اکتشاف و اکتشاف ذخایر معدنی استفاده می شود.

6. مراجع

1. روش های ژئوفیزیک تحقیق / ویرایش. V.K. Khmelevsky. - م.: ندرا، 1988.

روشهای ژئوفیزیک تحقیق چاه. کتاب راهنمای ژئوفیزیک. - م.: ندرا، 1883.

بوندارنکو V.M.، Demura G.V.، Larionov A.M. دوره عمومی روشهای اکتشاف ژئوفیزیک. - م.: ندرا، 1986.

اکتشاف جاذبه. کتاب راهنمای ژئوفیزیک. - م.: ندرا، 1990.

جستجوی مغناطیسی کتاب راهنمای ژئوفیزیک. - م.: ندرا، 1990.

اکتشاف لرزه نگاری کتاب راهنمای ژئوفیزیک در دو کتاب. - م.: ندرا، 1990.

اکتشاف برق کتاب راهنمای ژئوفیزیک در دو کتاب. - م.: ندرا، 1989.

Sharma P. روشهای ژئوفیزیکی در زمین شناسی منطقه ای. - م.: میر، 1368.

زمين شناسي. سنگ شناسی. موضوع و وظایف این علوم.

زمین شناسی علم زمین است. سنگ شناسی علمی است که به مطالعه سنگ های رسوبی می پردازد. پتروگرافی علمی است که به مطالعه g.p آذرین می پردازد. وظایف اصلی تحقیقات سنگ شناسی عبارتند از: 1) مطالعه ویژگی ها و نظم های توزیع فضایی سنگ های رسوبی بر روی زمین. 2) بر اساس الگوهای شناسایی شده، جستجوی ذخایر معدنی از نظر ژنتیکی، پاراژنتیکی و مکانی با سنگ‌های رسوبی مرتبط است. وظیفه زمین شناسی توالی رویدادهای زمین شناسی است.

دیدگاه های مدرن در مورد منشا کیهان، منظومه شمسی و زمین در آن.

کیهانی که اکنون در حال مشاهده آن هستیم، تنها دارای 1/9 ماده است که طبق محاسبات، جرم کیهان باید از آن تشکیل شود. در نتیجه 9/8 جرم ماده آن از ما پنهان است. شکل قابل مشاهده کیهان حدود 20 میلیارد سال پیش پدیدار شد.

نظریه ها: 1. "دویدن" کهکشان ها و خوشه های آنها. اثبات این پدیده با اثر شناخته شده داپلر از فیزیک مرتبط است، که شامل این واقعیت است که خطوط جذب طیفی در طیف مشاهده شده جسمی که از ما دور می شود همیشه به سمت قرمز منتقل می شود و به سمت قرمز نزدیک می شود. آبی. 2. تشعشعات یادگاری. آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون با استفاده از یک آنتن شاخ، تابش الکترومغناطیسی پس زمینه را در طول موج 7.35 سانتی متر، در همه جهات یکسان و مستقل از زمان روز کشف کردند. این تابش معادل تابش یک جسم کاملا سیاه با T~2.75K است. 3. ترکیب شیمیاییجرم جهان ¾ هیدروژن و ¼ هلیوم است. همه عناصر دیگر در ترکیب کیهان حتی از 1٪ تجاوز نمی کنند. با این نسبت 3:1 H 2 و He در همان دقایق اولیه بیگ بنگ شکل گرفتند.

شکل و ابعاد زمین (ژئوئید، سه محوری بیضی).

زمین به شکل یک بیضوی دو محوره است. فشرده سازی اول در قطب ها. فشرده سازی دوم استوایی است. طول خط استوا 40075 کیلومتر است. شعاع 6377 کیلومتر; وزن 5.9737*. ژئوئید سطحی خیالی است که نیروی گرانش به صورت عمود بر آن جهت می گیرد.

میدان های ژئوفیزیکی زمین (گرانشی، مغناطیسی، الکتریکی، حرارتی)؛ منشاء آنها

میدان گرانشی زمین، میدان گرانشی ناشی از گرانش زمین و نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش روزانه آن است. با توزیع فضایی گرانش و پتانسیل گرانشی مشخص می شود.

میدان مغناطیسی زمین یک میدان مغناطیسی است که توسط جریان در قسمت مایع هسته ایجاد می شود. قطب های مغناطیسی نه در نشانه ها و نه در مختصات با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند. رانش قطب های مغناطیسی در طول تاریخ زمین شناسی زمین رخ می دهد. انحراف مغناطیسی زاویه بین جهت سوزن مغناطیسی و جهت نصف النهار جغرافیایی است. شیب مغناطیسی - زاویه ای که در آن فلش تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین در صفحه عمودی منحرف می شود. در نیمکره شمالی، انتهای فلش که به سمت شمال است به سمت پایین منحرف می شود، در نیمکره جنوبی - به سمت بالا. انواع میدان های مغناطیسی: معمولی، متغیر، غیرعادی.

میدان الکتریکی زمین. یونوسفر تحت تأثیر میدان تابشی خورشید بار مثبت به دست می آورد. لایه های میانی m / y لیتوسفر (-) و یونوسفر (+) - یک عایق. بنابراین، رعد و برق به وجود می آید و از بالا به پایین (از + به -) برخورد می کند.

میدان حرارتی زمین. منابع: 1) گرمای دریافتی از خورشید. 2) گرما از روده های زمین (جریان گرما). 3) واپاشی رادیواکتیو؛ 4) جزر و مد. 5) حرکت صفحات. گرادیان زمین گرمایی میزان افزایش دما در طول یک شیرجه در واحد فاصله (m) است. پله زمین گرمایی فاصله ای است که برای افزایش دما باید کمتر شود. کمربند ثبات دما عمقی است که در آن دما با میانگین سالانه (ثابت) برابر است.

میدان مغناطیسی زمین. هرکسی که از قطب نما استفاده کرده باشد می داند که مهم نیست یک فلش آزادانه آویزان چقدر از جهت اصلی خود منحرف شود، همیشه به سمت آن باز می گردد. این بدان معنی است که در پاکت جغرافیاییو در فضای نزدیک زمین یک میدان مغناطیسی وجود دارد که در هر نقطه از آن، سوزن قطب نما موازی با خطوط مغناطیسی نیرو خواهد بود. در این حالت، یک سر پیکان به سمت قطب مغناطیسی شمال و دیگری به سمت جنوب اشاره می کند.

زمین یک آهنربای بزرگ با میدان مغناطیسی در اطراف آن است. منطقه فضای نزدیک به زمین مشخصات فیزیکیکه توسط میدان مغناطیسی زمین و برهمکنش آن با جریان های ذرات کیهانی تعیین می شود، مگنتوسفر نامیده می شود. مرز بیرونی آن، مگنتوپاوز (حدود 200 کیلومتر عرض)، در سمت روز در ارتفاع 10 تا 14 شعاع زمین قرار دارد (مگنتوسفر تحت تاثیر باد خورشیدی فشرده می شود) و از سمت شب تا ارتفاع 900-1000 شعاع زمین (مگنتوسفر دراز است و یک "دم" را تشکیل می دهد). با فاصله گرفتن از سطح زمین، ناهمگنی مگنتوسفر صاف می شود، کشش آن ضعیف می شود و در خارج از مگنتوپوز، میدان مغناطیسی زمین توانایی جذب ذرات باردار را از دست می دهد. به دلیل وجود مگنتوسفر، سوزن مغناطیسی قطب نما در جهت خطوط مغناطیسی نیرو قرار می گیرد. دایره بزرگی که در صفحه آن سوزن مغناطیسی قطب نما قرار دارد نامیده می شود نصف النهار مغناطیسینقطه داده شده نصف النهارهای مغناطیسی یک شبکه منظم در سطح زمین تشکیل نمی دهند و در دو نقطه به نام قطب های مغناطیسیآنها با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند و به آرامی مکان خود را تغییر می دهند و با سرعت 7 تا 8 کیلومتر در سال "دریفت" می کنند. بنابراین، در سال 1950، قطب مغناطیسی شمال دارای مختصات 72 درجه شمالی بود. عرض جغرافیایی، 96 درجه غربی D.، و جنوب - 70 درجه جنوبی. عرض جغرافیایی، 150 درجه غربی د. در سال 1970، به ترتیب، 75 درجه 42 "N، 101 حدود 30" W. و 65 درجه 30 "S, 140 درجه 18" غرب، در 1985 - 77 حدود 36 / N و 102 o 48 / W ، و جنوبی - 65 o 06 / S. و 139 در مورد شرق.

قطب های مغناطیسی نقاط پادپای نیستند. اولین آنها به سمت قطب شمال حرکت می کند، دومی - به سمت استرالیا. پیش بینی می شود که در حدود سال 2185 قطب های مغناطیسی و جغرافیایی در نیمکره شمالی در یک نقطه باشند.

میدان مغناطیسی زمین با سه عنصر مغناطیس زمینی مشخص می شود: میل مغناطیسی، تمایل مغناطیسی و شدت.

انحراف مغناطیسی- زاویه بین جهت شمالی واقعی، یعنی نصف النهار جغرافیایی، و جهت انتهای شمالی سوزن مغناطیسی. انحراف مغناطیسی شرق و غرب است. هنگامی که انتهای شمالی (آبی) سوزن مغناطیسی قطب نما به شرق نصف النهار جغرافیایی منحرف می شود، انحراف نامیده می شود. شرقیو دارای علامت مثبت (مثبت)، با انحراف به سمت غرب - غربیو دارای علامت منفی (منفی) است. انحراف مغناطیسی باید روی همه نشان داده شود نقشه های توپوگرافی. به عنوان مثال، انحراف مغناطیسی مسکو حدود +8 درجه است. برای فهمیدن جهت نصف النهار جغرافیایی، باید از جهت انتهای شمالی سوزن مغناطیسی قطب نما به سمت غرب (در خلاف جهت عقربه های ساعت) 8 درجه بشمارید. در این حالت انتهای آبی سوزن قطب نما جهت شمال را نشان خواهد داد. خطوط با انحراف مغناطیسی یکسان نامیده می شوند ایزوگونمقدار آنها از 0 درجه تا 180 ± درجه متغیر است. ایزوگون تهی نامیده می شود خط عذابنواحی شیب شرق و غرب را جدا می کند و از هر دو قطب جغرافیایی و مغناطیسی می گذرد. بر روی آن، سوزن های قطب نما به قطب های جغرافیایی اشاره می کنند، زیرا نصف النهارهای جغرافیایی و مغناطیسی بر هم منطبق هستند.

تمایل مغناطیسی- زاویه بین صفحه افقی و سوزن مغناطیسی آزادانه در محور افقی معلق است. در نیمکره ژئومغناطیسی شمالی مثبت و در نیمکره جنوبی منفی است. شیب مغناطیسی از 0 درجه تا 90 ± درجه متغیر است. در قطب های مغناطیسی، برابر است با + 90 درجه و -90 درجه، بنابراین سوزن مغناطیسی قطب نما موقعیت عمودی را اشغال می کند: در نیمکره شمالی، انتهای آبی فلش به سمت پایین (+90 درجه) هدایت می شود، در نیمکره جنوبی - قرمز (-90 درجه). قطب های مغناطیسی به عنوان نقاطی با شیب ±90 درجه تعریف می شوند. خطوطی که نقاط اتصال را با میل مغناطیسی یکسان به هم متصل می کنند نامیده می شوند خطوط همسان.ایزوکلاین صفر - استوای مغناطیسی- تقریباً در امتداد خط استوای جغرافیایی قرار دارد: کمی به سمت جنوب - در نیمکره غربی، کمی به سمت شمال - در نیمکره شرقی. زمین را به دو نیمکره ژئومغناطیسی تقسیم می کند.

قدرت میدان مغناطیسی مشخص می شود تنشمقدار آن از استوای مغناطیسی به قطب ها افزایش می یابد. در نیمکره شمالی، بیشتر از نیمکره جنوبی است و به طور کلی، ذخایر انرژی مغناطیس کره بسیار زیاد است. در برخی از مناطق زمین، قدرت میدان مغناطیسی واقعی، به دلیل ناهمگنی ساختار داخلی زمین، با میدان طبیعی (نظری) متفاوت است، یعنی میدانی که زمین اگر یکنواخت بود، داشت. توپ مغناطیسی به این انحرافات می گویند ناهنجاری های مغناطیسیناهنجاری های بزرگ جهانی در سیبری شرقی، در منطقه جزایر سوندا و غیره مشاهده می شود. کورسک، کریوی روگ و غیره منطقه ای هستند و محلی های زیادی نیز وجود دارد.

میدان مغناطیسی زمین از دو میدان مغناطیسی با منشاء متفاوت - ثابت و متغیر تشکیل شده است. مؤلفه اصلی یک میدان ثابت است (99٪ در بزرگی). شکل گیری آن به دلیل فرآیندهای پویا در هسته زمین است. میدان ثابت کم و بیش پایدار است و نوسانات منظم در آن ذاتی است - روزانه، سالانه، سکولار. زمینه متغیر(در قدر 1٪) ناشی از علل خارجی است - تاثیر باد خورشیدی و جریان های الکتریکی مرتبط در مگنتوسفر و جو فوقانی. آنها به عنوان یک قاعده باعث اختلالات شدید غیر دوره ای در تمام عناصر مغناطیس زمینی می شوند، یعنی. طوفان های مغناطیسی،که با شفق های قطبی، بدتر شدن ارتباطات رادیویی در امواج کوتاه، تداخل رادیویی، بدتر شدن وضعیت رفاهی افراد و ... همراه است، طوفان های مغناطیسی با وجود برخی اختلالات در بهار و پاییز تشدید می شوند، در تابستان و زمستان ضعیف می شوند.

اهمیت مگنتوسفر فوق العاده زیاد است. این نقش عایق را برای تابش خورشیدی جسمی ایفا می کند، باد خورشیدی در اطراف آن جریان دارد. بنابراین مگنتوسفر اصلی ترین "سد زرهی" نامرئی سیاره است. با این حال، مقدار کمی از پلاسمای خورشیدی از کنار روز در مناطق قطبی به مغناطیس‌کره و سپس به لایه‌های بالایی جو نفوذ می‌کند - به اصطلاح. یون کرهتا ارتفاع 80-100 کیلومتری. برای همه ذرات باردار نشت‌شده، مغناطیس‌کره نوعی تله است. هنگامی که در آن قرار می گیرند، ذرات باردار در امتداد مسیرهای بسته در امتداد خطوط میدان مغناطیسی حرکت می کنند و تشکیل می شوند کمربندهای تشعشعی:داخلی (پروتون) با حداکثر غلظت ذرات در ارتفاع 3 - 4 هزار کیلومتری از خط استوا و خارجی (الکترونیکی) - در ارتفاع حدود 22 هزار کیلومتری. بنابراین، مگنتوسفر "چتر مغناطیسی" ماست. با عبور انرژی تابشی خورشید با طبیعت الکترومغناطیسی به زمین، تشعشعات جسمی را به تاخیر می اندازد و از پوشش جغرافیایی و همه موجودات زنده از مرگ محافظت می کند.

مواد آماری پزشکی و بیولوژیکی (فراوانی حملات قلبی عروقی در انسان، توزیع بیماری های عفونی، صدمات ناشی از کار، تصادفات در جاده ها و ...) گواه ارتباط پدیده های ذکر شده با تغییرات میدان مغناطیسی زمین است.

هنگام مطالعه میدان های مغناطیسی طبیعی، نباید میدان های الکترومغناطیسی مصنوعی ایجاد شده توسط تاسیسات صنعتی، مراکز تلویزیونی، خطوط برق و غیره را فراموش کرد. مکانیسم اثر میدان های مغناطیسی بر روی اجسام بیولوژیکی پدیده ای بسیار پیچیده است و رمزگشایی آن یک موضوع است. آینده. طوفان های مغناطیسی همچنین بر سیستم های فنی - انرژی، خطوط لوله و غیره تأثیر می گذارد که در آنها اضافه بار رخ می دهد.

میدان مغناطیسی زمین به بررسی احزاب، کشتی‌ها، زیردریایی‌ها، هواپیماها و گردشگران کمک می‌کند تا در فضا حرکت کنند. هنگام استفاده از قطب نما برای تعیین اضلاع افق، اصلاح انحراف مغناطیسی ضروری است. اکنون کشتی ها از قطب نماهای ژیروسکوپی استفاده می کنند که بلافاصله جهت نصف النهار جغرافیایی را نشان می دهد. با توجه به برخی تغییرات در میدان مغناطیسی، می توان از قبل نزدیک شدن یک طوفان مغناطیسی را پیش بینی کرد، که دانستن آن برای سیگنال داران، کاپیتان کشتی ها و سایر متخصصانی که ارتباط مکان با آنها انجام می شود و همچنین برای پزشکان مهم است. ناهنجاری های مغناطیسی محلی نشان دهنده ذخایر کانی های سنگ آهن است، بنابراین روش های اکتشاف مغناطیسی به طور گسترده ای برای جستجوی آنها استفاده می شود.

ساختار میدان مغناطیسی زمین با عرض جغرافیایی متفاوت است. در هر نیمکره سه ناحیه عرضی وجود دارد.

1. منطقه استوایی (25 درجه شمالی - 25 درجه جنوبی)، که با نفوذ کم پروتون های پرانرژی به جو زمین مشخص می شود. مانع در برابر آنها توسط خطوط مغناطیسی نیرو ایجاد می شود که در اینجا تقریباً موازی سطح زمین هستند و برای ذرات کیهان غیر قابل نفوذ می شوند.

2. منطقه عرض های جغرافیایی معتدل (30 درجه شمالی و 55 درجه جنوبی)، که با افزایش شدت جریان مشخص می شود. در جهت قطب ها، نفوذپذیری میدان مغناطیسی افزایش می یابد.

3. ناحیه بالای نواحی قطبی زمین. در اینجا، خطوط میدان مغناطیسی کم و بیش عمود بر سطح زمین هستند و یک پیکربندی قیفی شکل را تشکیل می دهند. از طریق آنها، بخشی از باد خورشیدی از سمت روز به مگنتوسفر، و سپس به جو فوقانی نفوذ می کند. ذرات دم مگنتوسفر در طول طوفان های مغناطیسی به اینجا سرازیر می شوند و در عرض های جغرافیایی بالای نیمکره شمالی و جنوبی به مرزهای جو فوقانی می رسند. این ذرات باردار هستند که باعث ایجاد شفق های قطبی در اینجا می شوند.

میدان مغناطیسی مانع اصلی نفوذ به پوشش جغرافیایی تابش جسمی خورشید می شود که برای ماده زنده مضر است. در همان زمان، مگنتوسفر پرتوهای ایکس و فرابنفش، امواج رادیویی و انرژی تابشی را به سطح سیاره منتقل می کند که به عنوان منبع اصلی گرما و انرژی برای فرآیندهای رخ داده در پوشش جغرافیایی عمل می کند. روابط بین عملکردهای مختلف گیاهان و حیوانات بسته به جهت گیری آنها در یک میدان مغناطیسی به طور تجربی ثابت شده است. آزمایشات مکرر با گیاهان زراعی و وحشی نشان داده است که موقعیت خاص جنین بذر در رابطه با جهت میدان ژئومغناطیسی بر سرعت رشد و جهت گیری ریشه ها در آینده تأثیر می گذارد. این پدیده در دنیای ارگانیک زمین مغناطیسی تروپیسم نامیده می شود. گروه های مختلف گیاهان نسبت به تغییرات شدت میدان ژئومغناطیسی واکنش متفاوتی نشان می دهند. بذر برخی از آنها، وقتی به طور مصنوعی از آن جدا می شوند، ریشه های بیشتری از جوانه های رشد را تشکیل می دهند، در حالی که در برخی دیگر، به عنوان مثال، مخروطیان، در این حالت دوره خواب طولانی می شود، جوانه زنی کاهش می یابد، جذب اکسیژن کاهش می یابد و محتوای خشک آن کاهش می یابد. میانگین 30 درصد حقایق قابل اعتماد زیادی در مورد حساسیت بالای حشرات، پرندگان، ماهی ها، نرم تنان، کرم ها و حتی جلبک ها به میدان های مغناطیسی انباشته شده است.

میدان گرانشی زمینمیدان گرانش است نیروی گرانش در همه جای زمین عمل می کند و در امتداد یک خط شاقول به سطح ژئوئید هدایت می شود و قدر آن از قطب ها به سمت استوا کاهش می یابد. زمین خواهد داشت میدان گرانشی معمولیمشروط بر اینکه شکل بیضی انقلاب و توزیع یکنواخت توده ها در آن باشد. با این حال، زمین چنین جسمی نیست. تفاوت بین قدرت میدان گرانشی واقعی و میدان نظری (عادی) نامیده می شود ناهنجاری جاذبهاین ناهنجاری ها هم به دلیل ترکیب مواد و چگالی متفاوت سنگ ها و هم به دلیل ناهمواری های قابل مشاهده سطح زمین ایجاد می شوند. با این حال، کوه ها همیشه باعث افزایش گرانش (ناهنجاری مثبت) نمی شوند و فرورفتگی های اقیانوسی - ضرر آنها (ناهنجاری منفی). این وضعیت توضیح داده شده است ایزوستازی(از یونانی. ایزواستازیوس- وزن برابر) - با متعادل کردن افق های فوقانی جامد و نسبتاً سبک زمین بر روی گوشته بالایی سنگین تر که در حالت پلاستیکی در لایه قرار دارد. استنوسفربا توجه به مفاهیم ژئوفیزیک مدرن، در روده های زمین در عمق معینی (عمق جبرانی) پخش افقی توده های زیر پوسته ای ماده از مکان های مازاد آنها در سطح (به شکل کوه ها و غیره) به سمت سطح زمین وجود دارد. حاشیه و یکسان سازی فشار لایه های پوشاننده. وجود جریان های آستنوسفر شرط لازم برای تعادل ایزواستاتیک پوسته زمین است.

با ظهور یا ناپدید شدن بار یخبندان در نواحی یخچال های باستانی و مدرن، تعادل ایزواستاتیک نیز به هم می خورد. با افزایش جرم یخ روی ورقه های یخی، پوسته زمین فرو می نشیند و زمانی که یخ ذوب می شود، بالا می رود. چنین حرکات عمودی پوسته زمین نامیده می شود glacioisostasia(از لات یخچال ها- یخ). فرونشست یخبندان در قسمت های مرکزی ورقه های یخی مدرن - قطب جنوب و گرینلند، جایی که بستر یخچال در مکان هایی به زیر سطح دریا خم شده است، بیشتر آشکار می شود. بالا آمدن ها به ویژه در مناطقی که اخیراً از یخ های قاره ای آزاد شده اند (به عنوان مثال در اسکاندیناوی، کانادا) شدید است، جایی که مجموع مقادیر آنها برای زمان پس از یخبندان به چند ده متر می رسد. نرخ ارتقاء مدرن، با توجه به اندازه گیری های ابزاری، در مکان هایی، به عنوان مثال، در سواحل سوئد خلیج بوتنیا، به 1 متر در هر قرن می رسد.

ارزش جاذبه فوق العاده زیاد است. این شکل واقعی زمین - ژئوئید را مشخص می کند. جریان‌های زیر پوسته‌ای در استنوسفر باعث تغییر شکل‌های تکتونیکی و حرکت صفحات لیتوسفر می‌شوند و شکل‌های زمین بزرگی را ایجاد می‌کنند. گرانش باعث فرآیندهای تشکیل امداد گرانشی می شود: فرسایش، لغزش، زمین لغزش، جریان گل و لای، حرکت یخچال های طبیعی در کوه ها و غیره. گرانش حداکثر ارتفاع کوه های روی زمین را تعیین می کند. جو و هیدروسفر را نگه می دارد، در معرض حرکت توده های هوا و آب است. جاذبه به انسان و بسیاری از حیوانات کمک می کند تا وضعیت عمودی خود را حفظ کنند. ژئوتروپیسم- حرکات رشد اندام های گیاهی تحت تاثیر گرانش - جهت عمودی ساقه ها و ریشه اولیه را تعیین می کند. بیهوده نیست که زیست شناسی گرانشی، که در دورانی بوجود آمد که انسان شروع به استقرار در دنیای بدون گرانش - فضا کرد، گیاهان را در میان اشیاء آزمایشی خود قرار می دهد. هنگام در نظر گرفتن به معنای واقعی کلمه تمام فرآیندهای موجود در پوشش جغرافیایی باید نیروی گرانش را در نظر گرفت. بدون در نظر گرفتن گرانش، محاسبه داده های اولیه برای پرتاب موشک و سفینه های فضاییاکتشاف وزن سنجی مواد معدنی سنگ معدن و سازه های نفت و گاز غیر ممکن است.