- •В. В. Орленок основы геофизики Калининград
- •Вячеслав Владимирович Орлёнок основы геофизики Учебное пособие
- •236041, Г. Калининград, ул. А. Невского, 14
- •236000, Г. Калининград, ул. К. Маркса, 18
- •Введение
- •Часть I
- •Глава I. Строение солнечной системы
- •§1. Планеты и законы их обращения
- •§2. Орбитальные характеристики планет
- •Орбитальные параметры спутников планет
- •§3. Солнце. Основные характеристики
- •§4. Движение Солнца по эклиптике
- •Глава II. Внутреннее строение и физика земли
- •§1. Планетарные характеристики
- •§2. Модель Буллена
- •Положение границ, скорости распространения и затухания сейсмических волн внутри Земли
- •§3. Физическое состояние вещества геосфер
- •Строение мантии и ядра Земли (по Мельхиору, 1975)
- •Физические параметры земных оболочек (по Буллену, Хаддону, 1967)
- •Плотность в зависимости от давления в атм. Для космохимических элементов и соединений, г/см3
- •Значения термодинамических величин оболочек в земном ядре при распределении температур (по Жаркову, 1978)
- •§4. Строение газовой оболочки
- •Глава III. Состав и эволюция вещества геосфер
- •§1. Происхождение и эволюция земных оболочек
- •Баланс тепла на Земле (по Орлёнку, 1980)
- •Внутреннее строение Земли (по Гутенбергу-Буллену, 1966)
- •§2. История планетарной воды
- •Круговорот воды на поверхности Земли
- •Структура и баланс протовещества Земли (Орлёнок, 1985)
- •§3. Контракция и тектогенез перисферы
- •§4. Важнейшие тектонические следствия контракции
- •Часть II
- •Глава IV. Гравитационное поле земли
- •§1. Закон всемирного тяготения
- •§2. Фигура Земли
- •§3. Потенциал силы тяжести
- •§4. Аномалии силы тяжести
- •§5. Принципы изостазии
- •Постгляциальные движения Фенноскандии и других областей четвертичных оледенений
- •§ 6. Гравитационное взаимодействие системы Земля – Луна
- •Приливы
- •Эволюция системы Земля – Луна
- •Изменение продолжительности года и суток в фанерозое (по п. Мельхиору, 1975)
- •Глава V. Гравитационные аномалии реальных геологических тел
- •§1. Физические основы интерпретации
- •Гравитационных аномалий
- •Плотности наиболее распространенных пород
- •§2. Гравитационное поле точечной массы и шара
- •§3. Гравитационное поле вертикального стержня
- •§4. Гравитационное поле горизонтальной полуплоскости
- •§ 5. Гравитационное поле плоского слоя
- •§ 6. Обратные задачи гравиметрии
- •Глава VI. Магнитное поле земли
- •§1. Генерация геомагнитного поля
- •§2. Инверсии геомагнитного поля
- •§3. Хронология инверсий
- •§4. Элементы земного магнетизма
- •§5. Магнитные аномалии
- •§6. Магнитное поле диполя
- •§7. Недипольные составляющие магнитного поля.
- •§8. Магнитные свойства горных пород
- •§9. Основные формулы палеомагнитных реконструкций
- •§10. Расчет виртуальных полюсов для современной эпохи
- •§11. Критика палеомагнитных реконструкций неомобилизма
- •Глава VII. Магнитные аномалии реальных геологических сред
- •§1. Магнитное поле вертикального стержня
- •§ 2. Магнитное поле шара
- •§3. Магнитное поле вертикального тонкого пласта
- •§4. Магнитное поле вертикального толстого пласта
- •§5. Магнитное поле горизонтального цилиндра
- •§6. Магнитное поле уступа
- •§7. Интерпретация магнитных аномалий
- •Коэффициенты для определения глубины и намагниченности возмущающих тел способом в. К. Пятницкого
- •§8. Связь гравитационного и магнитного потенциалов
- •§9. Трансформации потенциальных полей
- •Глава VIII. Основы волновой теории распространения сейсмических колебаний
- •§1. Деформации и напряжения в горных породах. Закон Гука
- •§2. Волновое уравнение
- •§3. Акустическое давление и колебательная скорость плоской волны
- •§4. Акустическое давление и колебательная скорость сферической волны
- •§5. Отражение волн на границе вода – дно
- •§6. Отражение звука от слоя
- •§7. Дистанционно-акустические методы определения физических свойств и литологии морских осадков
- •Глава IX. Основы лучевой теории распространения сейсмических волн
- •§1. Условия применимости лучевого приближения
- •§2. Годограф отраженной волны
- •§3. Годограф преломленной волны
- •Годограф преломленной волны для многослойной среды
- •Определение граничной скорости
- •§4. Годограф рефрагированной волны
- •Глава X. Структура земной коры по геофизическим данным
- •§1. Петромагнитная структура фундамента
- •Континентов и океанов
- •Рифтовые хребты
- •Нерифтовые (глыбовые) остаточные возвышенности
- •Континентальные окраины
- •Глубоководные котловины
- •Гренландское море, Зюйдкапский желоб
- •Балтийская синеклиза
- •§2. Плотностная структура коры по гравиметрическим данным
- •§3. Сейсмическая структура коры континентов и океанов
- •Критический анализ сейсмических данных
- •Обобщенные сейсмические модели твердой земной коры океанов
- •Обобщение сейсмической модели верхней литосферы Тихого океана
- •Сейсмическая модель перисферы
- •Часть III
- •Глава XI. Внутреннее строение и физика планет земной группы
- •§1. Меркурий
- •§2. Венера
- •§3. Луна
- •§4. Марс
- •Глава XII. Внутреннее строение и физика планет-гигантов
- •§1. Юпитер
- •Галилеевы спутники Юпитера
- •§2. Сатурн
- •§3. Уран
- •§4. Нептун
- •Глава XIII. Роль массы в эволюции протовещества
- •§1. Планетный тип эволюции протовещества
- •Радиусы твердого тела планет и мощности их атмосфер (по Кесареву, 1976)
- •§2. Звездный (солнечный) тип эволюции протовещества
- •Глава XIV. Строение и эволюция звезд
- •§1. Физика Солнца
- •§2. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела
- •§3. Эволюция Солнца и звезд
- •Ядерные процессы в звездах, существенные для ядерного синтеза
- •Глава XV. Ранняя история солнечной системы
- •§1. Структура небулярного облака и межзвездной среды
- •§2. Вихревая теория образования Солнечной системы
- •§3. Аккреция Земли и планет
- •Глава XVI. Географическая оболочка в пространстве и времени
- •§1. Планетарный аспект эволюции географической оболочки
- •§2. Проблема времени и пространства в Метагалактике
- •Уравнение времени
- •Мировое время и Мировое пространство
- •Зависимость времени от энтропии и энтальпии систем
- •Масштаб времени биосистем
- •Масштаб времени социальных систем
- •О сингулярном времени и предельном возрасте Галактики
- •Заключение
- •Послесловие
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Для заметок
- •Физические характеристики планет
- •Значения коэффициентов разложения Гаусса для различных эпох, мэ (по Рикитаки, 1968)
- •Магнитное поле под подводными горами Гренландского моря
- •Интерпретация магнитного поля (т) Балтийского моря
Коэффициенты для определения глубины и намагниченности возмущающих тел способом в. К. Пятницкого
|
|
|
|
|
|
0 |
3,14 |
6,28 |
4,0 |
2,01 |
3,45 |
0,5 |
2,90 |
5,70 |
4,5 |
1,94 |
3,23 |
1,0 |
2,70 |
5,32 |
5,0 |
1,87 |
2,94 |
1,5 |
2,54 |
4,94 |
5,5 |
1,81 |
2,62 |
2,0 |
2,40 |
4,54 |
6,0 |
1,75 |
2,28 |
2,5 |
2,28 |
4,32 |
6,5 |
1,70 |
2,04 |
3,0 |
2,18 |
3,90 |
7,0 |
1,64 |
1,77 |
3,5 |
2,08 |
3,70 |
7,5 |
1,60 |
1,52 |
Определение глубины залегания нижних кромок намагниченных тел. Расчет глубины залегания нижних кромок намагниченных тел позволяет в ряде случаев судить о тепловом режиме верхней мантии и земной коры океанических областей, так как намагничивание не может происходить при температуре выше точки Кюри, т.е. порядка 600С. Вместе с тем методика определения глубины залегания нижних кромок разработана еще недостаточно.
Для вертикальных пластов ограниченной мощности используется эмпирическая формула Л. В. Булиной, предложенная в 1961 году:
, (VII.53)
где h1 – глубина до верхней кромки, рассчитываемая по одной из формул, рассмотренных выше; h2 – глубина до нижней кромки; l – полумощность вертикального пласта; xmin – абсцисса точки, где z = zmin. Смысл этих величин хорошо виден из приведенного ниже рисунка (рис. 54). Формула верна для . Для наклонных пластов и косого намагничивания формула Булиной дает большие ошибки.
Показателем влияния нижней границы намагниченных тел является наличие у аномалии z (Т) краевых минимумов, расстояние между которыми зависит от глубины залегания нижней кромки магнитовозмущающих тел. Именно этот физический смысл и заложен в способе Булиной.
Рассмотренные аналитические и графические методы интерпретации магнитных аномалий z и H пригодны также и для интерпретации кривых Т. При обработке магнитометрических материалов необходимо учитывать вариации геомагнитного поля.
Рис. 54. К определению
глубины залегания нижних кромок
намагниченных тел методом Л.В. Булиной
§8. Связь гравитационного и магнитного потенциалов
Представляет интерес сопоставить гравитационные и магнитные поля, создаваемые одними и теми же геологическими объектами, и выяснить имеется ли между ними какая-либо связь.
Сопоставим между собой гравитационный (V) и магнитный потенциалы (U):
; (VII.54)
. (VII.55)
Дифференцируя (VII.54), получим:
, (VII.56)
откуда:
. (VII.57)
Из выражения (VII.55) имеем:
(VII.58)
(так как cos = 1 при = 0, считаем намагниченность пород вертикальной, т.е. приведенной к магнитному полюсу). Здесь
+ z2.
Найдем частные производные от правой части выражения (VII.57):
; (VII.59)
(так как , что следует из (VII.54)).
Далее:
; (VII.60)
. (VII.61)
Подставим (VII.59, VII.60, VII.61) в (VII.58):
. (VII.59)
Введем единичный вектор , совпадающий с вектором намагниченности ,
. (VII.62)
Тогда выражение (VII.59) можно переписать в виде:
. (VII.63)
Это выражение называется уравнением Пуассона. Оно устанавливает связь между гравитационным и магнитным потенциалами. В частности, из соотношения (VII.63) следует, что магнитный потенциал равен произведению гравитационного потенциала, умноженного на коэффициент , который для каждой данной аномалии будет величиной постоянной, т.е.
. (VII.64)