- •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
Континентальные окраины
Магнитное поле континентальных окраин имеет резко аномальный характер в районе верхней части материкового склона, затем в области подножия оно становится практически безаномальным и по мере удаления в абиссаль приобретает черты знакопеременного с амплитудами 100 – 200 нТ (рис. 73). Сопоставление с сейсмическими данными позволяет установить, что интенсивные положительные аномалии склона (300 – 500 нТ) коррелируются с топографией акустического фундамента, в котором обнаруживаются хребты вулканического облика, погребенные под осадками и линейно вытянутые вдоль континентальных окраин. В других случаях при отсутствии таких структур аномалии Т, вероятно, вызваны системами глубинных разломов, серпентинизированных, или «зашитых», высокомагнитными телами (интрузиями основного или ультраосновного состава). Например, такого рода аномалия Т с амплитудой 700 нТ фиксирует границу Чукотского аваншельфа, опустившегося на глубину более 500 м под уровнем моря. Безаномальная зона в районе материковых поднятий Атлантического и Индийского океанов соответствует глубокому погружению фундамента, кровля которого образует прогиб, выполненный толщей немагнитных осадков мощностью 6 – 8 км. Эти структуры мы назвали предматериковыми прогибами (Орлёнок, 1971). Ослабление интенсивности поля Т над предматериковыми прогибами отражает не уменьшение намагниченности пород фундамента, а эффект трансформации с удалением уровня съемки от кромок магнитовозмущающих тел.
Рис. 73. Магнитное поле континентальной окраины
Лофотенской котловины
На окраинах докембрийских платформ магнитное поле может принимать исключительно сложную форму, где сопоставление с данными сейсмики ясно показывает приуроченность высоких положительных значений Т к линиям вертикальных разломов. Это особенно наглядно можно продемонстрировать на примере северной окраины Лабрадорского щита. Не оставляет никакого сомнения, что столь интенсивная серия лабрадорских аномалий (около 1000 нТ) обусловлена высокомагнитными телами, а не обращениями геомагнитного поля в духе интерпретации Вайна и Мэтьюза.
Особый интерес представляют тектонически активные континентальные окраины и островные дуги, имеющие в основании глубоководный желоб. Как правило, сами желоба не имеют выражения в аномальном магнитном поле. Часто их простирание не совпадает с простиранием магнитных аномалий. Линии магнитных аномалий несогласно секут желоба и далее совпадают с простиранием островной дуги или континента. При детальных исследованиях в районе желобов обычно выделяется большое количество мелких изометрических аномалий Т, соответствующих, возможно, отдельным дайкам и штокам высокомагнитных пород, внедрившихся вдоль стенок желоба. Трансформация поля в нижнее полупространство существенно не изменит картины. Это значит, что желоба континентальных окраин и островных дуг имеют сравнительно ненарушенную однородную магнитную структуру коры. В то же время вулканические цепи подводных гор вдоль приматерикового и приокеанического края желоба, фиксирующие линии разломов, характеризуются резко аномальным полем Т, которое по мере удаления от желоба затухает до минимальных значений (40 – 70 нТ). При этом важно отметить несовпадение батиметрического профиля гор с профилем аномалии Т. Это подтверждается и при проведении специальных исследований одиночных вулканических подводных гор ложа океана. Поле Т подводных гор, как правило, имеет более сложную конфигурацию, нежели их топография (см. рис. 72).
Резюмируя сказанное, мы должны признать, что поле Т континентальных окраин с учетом трансформирующего эффекта погружения фундамента во многом сходно с полем асейсмичных глыбовых возвышенностей по интенсивности и длинам преобладающих волн. Спектральная плотность Т обнаруживает широкий диапазон длин волн аномалий – от 200 м до 33 км, а максимум приходится на значения 40 – 66 км. Значительная ширина аномалий свидетельствует о большой мощности магнитоактивного слоя, превышающей 20 км. Так, в сводке В.Э. Волк и др. 1973 г. приводятся материалы исследований намагниченности пород по глубине в различных окраинных морях Арктического бассейна, Балтийского моря и Курило-Камчатской зоны. Полученные данные показывают, что в Охотском море наиболее вероятная мощность магнитоактивного слоя (по определению нижних кромок намагниченных тел) составляет 20 – 60 км, а на Курило-Камчатской островной дуге – 10-20 км, в желобе – 25-60 км, в прилегающих котловинах Тихого океана – 15-35 км, на шельфе Чукотского моря – 30-40 км, Восточно-Сибирского моря – 30-45 км, в Печорской впадине – 30-35 км, в Баренцевом море – 35-40 км. Хорошее совпадение расчетных глубин кромок магнитовозмущающих тел с сейсмическими границами в земной коре свидетельствует о достоверности выполненной интерпретации.