Презентация на тему "Предмет, цель и задачи науки геофизики"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Календарный планзанятий по курсу «Основы геофизики и геофизическая экология»гр. З-2Г10 на 2013/2014уч .год

  Календарный план занятий по курсу «Геофизика» на весенний семестр 2012/2013 уч.год для группы 2600 Лекций – 38 час. Практических и лабораторных занятий – 28 час. Консультации – 4часа Форма отчетности – экзамен (8 часов)   Литература: 1. Хмелевской В.К. Геофизика: Учебник. – М.: КДУ, 2009. 2. Трухин В.И., Показеев К.В., Куницин В.Е. Общая и экологическая геофизика. - М.: Физматлит, 2005, (гриф УМО университетов России); 3. Богословский В.А., Жигалин А.Д., ХмелевскойВ.К. Экологическая геофизика. М: МГУ, 2000, (гриф УМО университетов России); Дополнительная: 1. Ерофеев Л.Я., Вахромеев Г.С., Зинченко В.С., Номоконова Г.Г. Физика горных пород: учебник для вузов. – Томск: Издательство ТПУ, 2006. – 520 с. 2. Вахромеев Г.С., Ерофеев Л.Я., Канайкин В.С., Номоконова Г.Г. Петрофизика: Учебник для вузов. – Томск: изд-во Том. ун-та, 1997. 3. Методы полевой геофизика: учебное пособие / Гусев Е.В. ; ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 216 с.

• 
  Слайд 2
  

  Преподаватель: доцент Лобова Галина Анатольевна   группа З-2Г10, 2013/2014 уч.год   Курс «Основы геофизики и геофизическая экология» (6 лекций, 3 лабораторных работы, домашнее задание, РЕФЕРАТ, ЗАЧЕТ)   Условия допуска к зачету: 1.     Выполнение домашней работы, написание реферата. 2.     Выполнение всех лабораторных, прием преподавателем отчетов по всем лабораторным работам   Условия получения «автомата»: 1.     Оценка «автомата» («3», «4», «5») определяется как среднее арифметическое из оценок за РЕФЕРАТ, домашнюю работу и каждый отчет по лабораторным работам   Наряду с правильностью выполнения заданий, правильностью ответов на поставленные вопросы, основанием для получения высшего балла за выполнение РЕФЕРАТА, Домашней работы и за отчеты по лабораторным работам являются: 1.     Высокий уровень оформления: отчета по лабораторной, РЕФЕРАТА, контрольной работы; записей ответов на экзамене. 2.     Наличие анализа с привлечением сведений из учебных курсов других дисциплин. 3.     Наличие самостоятельных выводов. 4.  Наряду с лекционным курсом и материалами методичек, привлечение дополнительных материалов (пособия, монографии, сборники, журналы).    

• 
  Слайд 3

  Дисциплина «Основы геофизики и геофизической экологии»лекция 1

  ВВЕДЕНИЕ Презентации по геофизике http://prezentacija.biz/prezentacii-po-fizike/prezentacii-po-geofizike/

• 
  Слайд 4

  1. Предмет, цель и задачи науки геофизики

  Геофизика – это наука о строении, физических свойствах и процессах, происходящих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли.

• 
  Слайд 5

  Объект геофизических исследований:

  земной шар в целом с его твердой оболочкой, морями и океанами, поверхностными и подземными водами, атмосферой и ближним космосом. Презентации по геофизике http://prezentacija.biz/prezentacii-po-fizike/prezentacii-po-geofizike/

• 
  Слайд 6

  Цель геофизических исследований:

  получении наиболее достоверных сведений о строении недр земли, ее водной и воздушных оболочек, в изучении происхождения и развития нашей планеты.

• 
  Слайд 7

  задачи геофизических исследований

  Изучение происхождения, эволюции и возраста нашей планеты в целом и отдельных ее геосфер. Определение массы и плотности Земли, ее внутреннего строения и состояния, физических свойств, физических и физико-химических процессов, происходящих в твердой, жидкой (гидросфера) и газообразной (атмосфера) оболочках.

• 
  Слайд 8

  Связь геофизики с другими науками

• 
  Слайд 9

  2. Место геофизики среди наук о Земле

  Общая геофизика: 1)– Физика твердой Земли (Физика Земли); 2) -Физика гидросферы, или гидрофизика; 3) -Физика атмосферы и ближнего космоса.

• 
  Слайд 10

  1. Физика Земли

  изучает механизм происхождения и развития Земли в целом и отдельных геосфер, а также ее возраст, состав, внутреннее строение и физические свойства земной коры, мантии и ядра и происходящие в них физические, химические и механические процессы; исследуетпроцессы и явления, возникающие вследствие взаимодействия между Землей и планетами Солнечной системы.

• 
  Слайд 11

  Решением этих задач занимаются науки геофизического цикла:

  гравиметрия–учение о силе тяжести и методах ее измерения; сейсмология и сейсмометрия –соответственно учения о землетрясениях и методах их регистрации; геотермика–учение о тепловых процессах, происходящих на земном шаре, и об энергетике недр нашей планеты;

• 
  Слайд 12
  

  Физика Земли геомагнетизм–учение о магнитном поле Земли, его происхождении, напряженности и вариациях земного магнетизма; геоэлектрика–учение об электрическом поле Земли, распределении и механизме электропроводности в ее недрах; радиометрия– наука, изучающая естественные радиоактивные процессы, которые происходят в недрах Земли;

• 
  Слайд 13
  

  Разведочная геофизика- научно-прикладной раздел физики твердой Земли: предназначенадля изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, решения инженерно-геологических, гидрогеологических, экологических и других задач; базируется на изучении естественных и искусственно создаваемых физических полей Земли; Объектами исследования являются осадочный чехол, кристаллический фундамент, земная кора и верхняя мантия общей глубиной до 100 км.

• 
  Слайд 14
  

  В последние годы в рамках разведочной геофизики стала интенсивно развиваться техногенная геофизика. Задачи:создание методов мониторинга, т.е. систем изучения, слежения и контроля за состоянием среды в результате деятельности человека (в том числе контроля загрязнения и экологической охраны подземных вод и геологической среды).

• 
  Слайд 15

  2.Физика гидросферы (гидрофизика)

  изучает физические свойства воды во всех трех ее агрегатных состояниях и процессы, происходящие в гидросфере; рассматривает общие процессы в водных объектах и в запасах влаги на поверхности Земли независимо от особенностей данного географического объекта (моря, озера, реки и т. д.); подразделяется на Физику вод сушии Физику моря.

• 
  Слайд 16
  

  Основной предмет исследования Физики вод суши – это реки, озера, водохранилища, ледники, подземные и поверхностные воды. Проводитсяисследование физических процессов: - испарения в природных условиях; -нагpeвания и охлаждения водоемов; -образования, нарастания и исчезновения льда; -формирования и таяния снежного покрова и др.

• 
  Слайд 17
  

  Основной предмет исследования Физики моря - моря и океаны. Изучаются: - физические, химические, геологические и биологические процессы, протекающие в океанах и морях; - закономерности возникновения и развития волн и течений, распространения тепла, звука и света в морской воде, взаимодействия океана и атмосферы. ..

• 
  Слайд 18

  3. Физика атмосферы и ближнего космоса

  1) Метеорология,наиболее разработанная область геофизики, изучает состав, строение, свойства воздушной оболочки Земли и происходящие в ней физические процессы и явления, а также их взаимодействие с земной поверхностью и ближним космосом. 2) Аэрономия(или физика верхней атмосферы) изучает процессы в высоких слоях атмосферы, отдаленные от земной поверхности на сотни и тысячи километров

• 
  Слайд 19
  

  В последние десятилетия наметилось деление физики атмосферы на такие самостоятельные научные дисциплины, как - динамика атмосферы; - физика пограничного слоя; - физика облаков и осадков; - учение о лучистой энергии Солнца и Земли (актинометрия); - атмосферная оптика; - атмосферное электричество; - спутниковая метеорология.

• 
  Слайд 20

  3. Основные геофизические понятия и определения

  1) геофизическое поле и его характеристики – геофизические параметры (величины); 2) напряженность; 3) потенциал; 4) геофизическое явление.

• 
  Слайд 21

  1. Геофизическое поле

  Физическое (или геофизическое)поле– это форма существования материи, связывающая элементарные частицы вещества друг с другом в единые системы и перемещающие с конечной скоростью действие одних частиц на другие (т. е. осуществляющие взаимодействие этих частиц).

• 
  Слайд 22

  Физические поля, изучаемые в геофизике:

  гравитационное поле; магнитное поле; электроволновое (электромагнитное) поле; сейсмоволновое (поле упругих колебаний или сейсмоакустическое); тепловое поле; радиационное поле.

• 
  Слайд 23
  

  Общим для всех физических полей является постоянное взаимодействие элементарных частиц. Так, в гравитационном и барическомполях происходит взаимодействие масс частиц; в электрическом–взаимодействие между движущимися электрическими зарядами;

• 
  Слайд 24
  

  в геомагнитном–между электрическими зарядами и спиновыми носителями магнетизма (электроны, протоны и др.); всейсмическом– передача упругих колебаний, возникающих при землетрясениях и искусственных взрывах, в термическом – взаимодействие энергий частиц, врадиоактивном– ядерных излучений.

• 
  Слайд 25
  

  Указанные взаимодействия масс, энергий, колебаний, излучений и т. д. происходят как внутри каждого геологического тела, каждой горной породы и каждой геосферы, так и между ними, и особенно на границах их соприкосновения.

• 
  Слайд 26
  

  Источникамифизических полей является вся Земля в целом, все геосферы, любое геологическое тело, любая горная порода, любое искусственное сооружение. Все объекты порождают вокруг и внутри себя гравитационное, магнитное, тепловое, радиоактивное, электрическое поля, а при механическом и другом воздействии на них становятся источником полей упругих колебаний. Измеряя величины (параметры) внешних физических полей, можно судить об источниках этих полей.

• 
  Слайд 27

  КЛАССИФИКАЦИИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

  1) -стационарное (установившееся), если в каждой точке пространства оно не меняется с течением времени; -нестационарное(неустановившееся), если таковое изменение имеет место.

• 
  Слайд 28
  

  2) -скалярное(например, поле температур или поле плотностей); - векторное (например, поле сил тяготения или электромагнитное поле и др.)

• 
  Слайд 29
  

  3) - естественное (например,гравитационное, геомагнитное, электрическое, термическое, поле естественных ядерных излучений, сейсмическое (возникшее в результате упругих колебаний при землетрясениях); - искусственноевозбуждается по заданию экспериментатора.

• 
  Слайд 30

  2. Геофизический параметр

  Каждое геофизические поле определяется своими присущими ему параметрами (величинами). Геофизический параметр – это величина, значения которой служат для различия элементов геофизических полей. Геофизическое поле характеризует пространственное распределение геофизических параметров, которые изменяются во времени.

• 
  Слайд 31

  ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ

  ГРАВИТАЦИОННОЕ- ускорение свободного падения(g) ТЕРМИЧЕСКОЕ – температура (T (K), t (0 C) ГЕОМАГНИТНОЕ - полный вектор напряженности (T)и его горизонтальная составляющая (H), угол склонения (D), угол наклонения (J) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ - магнитная (H) и электрическая (E) составляющие вектора напряженности УПРУГОЕ – время и скорости распространения продольных (Vp) и поперечных (Vs) упругих волн РАДИАЦИОННОЕ– интенсивность естественного излучения (Jγ), искусственно вызванных (Jγγ, Jnn) БАРИЧЕСКОЕ – давление (Р)

• 
  Слайд 32
  

  для единицы заряда в электрическом поле [вольт на метр (В/м)] для единицы магнитной массы в магнитном поле,[ампер на метр (А/м)] для единицы обычной массы в гравитационном поле [м/с2] 3. Напряженность геофизического поля (E) Под напряженностью понимают силу F, с которой поле действует на единичный источник (электрический заряд-q, массу- m, магнитную массу mм). Напряженность поля–величина векторная, направленная в сторону действия силы

• 
  Слайд 33
  

  Потенциальное поле изображают в виде линий лучей, расходящихся (или сходящихся) в радиальном направлении. Такие линии получили название линий вектора напряженности. 0 m Em Если источник поля точечный, то направление вектора напряженности Е в данной точке совпадает с линией, соединяющей источник и эту точку.

• 
  Слайд 34

  Свойства напряженности потенциального поля

  1. Напряженность поля точечного источника убывает пропорционально квадрату расстояния от него. 2. Если поле создается несколькими источниками, то напряженность такого поля равна векторной сумме напряженностей, создаваемой в данной точке каждым источником в отдельности. В этом выражается важный в геофизике: принцип суперпозиции.

• 
  Слайд 35

  4. Потенциал геофизического поля (U)

  где El –составляющий вектор напряженности на элементарном отрезке . (1) (2)

• 
  Слайд 36
  

  Уравнение поверхности равного потенциала U(x,y,z) = C или эквипотенциальной поверхности

• 
  Слайд 37

  5. Геофизическое явление

  Это определенный физический процесс, сопровождающийся резким (качественным) изменением состояния геофизических полей или отдельных их сторон.

• 
  Слайд 38

  Полярные сияния

• 
  Слайд 39

  магнитные бури

• 
  Слайд 40

  грозы

• 
  Слайд 41

  землетрясения

• 
  Слайд 42

  движение магнитных полюсов

• 
  Слайд 43

  образование и таяние льда и снежного покрова

• 
  Слайд 44
  
• 
  Слайд 45

  снежные лавины

• 
  Слайд 46

  сели

• 
  Слайд 47

  земные и морские приливы

• 
  Слайд 48

  Извержение вулканов

• 
  Слайд 49

  4. МЕТОДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

  I.По месту проведения: 1. Наземные, подземные

• 
  Слайд 50

  2. Воздушные, АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ

• 
  Слайд 51

  3. Морские, речные

• 
  Слайд 52
  

  II. По видам физических полей и изучаемым физическим свойствам: 1. Магнитные 2. Гравиметрические 3. Ядерно-физические 4. Сейсмические 5. Термические

• 
  Слайд 53
  

  III. По способу изучения и передачи информации: -дистанционные -непосредственного измерения на месте

• 
  Слайд 54
  

  В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ МЕТОДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕЛЯТСЯ НА:

  1 – МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ГЕОСФЕР 2 – МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ, ВЕЛИЧИН, ЯВЛЕНИЙ

• 
  Слайд 55

  МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ГЕОСФЕР включают:

  1-методы прямого и косвенного зондирования оболочек Земли 2-комплексный метод зондирования геосфер из космического пространства

• 
  Слайд 56

  Кольская сверхглубокая скважина

  Глубина: 12 262 м. Время бурения: 1970-1991 г.

• 
  Слайд 57

  МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ, ВЕЛИЧИН, ЯВЛЕНИЙ

  -метод стационарных наблюдений -экспедиционный метод -экспериментальные исследования -метод теоретического анализа