Лекции по Физике Земли

vk.com/club152685050Изостатическое| vk.com/id446425943восстановление и вязкость

литосферы

•Если на поверхности литосферы появляется дополнительный груз (ледник) , астеносфера растекается, позволяя литосфере прогнуться.

•После снятия нагрузки (конец оледенения) происходит медленное восстановление литосферы.

•Последнее оледенение в Северной Америке и Европе завершилось около 10000 лет назад:

•Северная Америка – система Великих озер,

•Гренландия – ледник еще остался.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Изостатический подъем Фенноскандии

•Общий подъем за 10 тыс. лет – 275 м после стаивания ледника мощностью около 1 км.

•Сейчас – подъем 8-9 мм/год.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Ползучесть твердого тела

•В природе известен феномен течения твердых веществ. Вы можете провести такой опыт: изготавливаете лед, раскалываете его на мелкие кусочки и в сосуде помещаете в морозилку своего холодильника. На следующий день Вы вынимаете этот сосуд из холодильника и обнаруживаете, что кусочки льда превратились в единую массу, принявшую форму сосуда. Вспомните, что температура в морозилке холодильника существенно ниже точки плавления льда (не менее - 200С), то есть мы имеем дело с

твердыми телами.

Механизм течения твердых тел.

1- атомы кристаллической решетки, 2-

атом, ближайший к вакансии со стороны внешнего давления, 3 – связи кристаллической решетки, 4- разрыв

связей кристаллической решетки, 5 – направление внешнего давления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Ползучесть твердого тела

•Твердые вещества текут: лед, гудрон.

•Горные породы также проявляют способность к пластическим деформациям в условиях неравномерного сжатия. Эта способность выражается категорией «пластичность», под которой понимается свойство твердых тел необратимо изменять, не разрушаясь, форму и размеры под действием внешних сил.

Механизм течения твердых тел.

1- атомы кристаллической решетки, 2-

атом, ближайший к вакансии со стороны внешнего давления, 3 – связи кристаллической решетки, 4- разрыв

связей кристаллической решетки, 5 – направление внешнего давления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Ползучесть твердого тела

•Пластические свойства горных пород возрастают с повышением температуры. В зависимости от величин давлений и температуры выделяются разные формы пластических деформаций. В частности, на основании лабораторных экспериментов с образцами горных пород установлено, что пластичность горных пород, в отличие от пластичности металлов, обусловлена образованием системы микротрещин в кристаллических породах, которые концентрируются в трещины отрыва, а в дальнейшем приводят к разрушению образцов.

Механизм течения твердых тел.

1- атомы кристаллической решетки, 2-

атом, ближайший к вакансии со стороны внешнего давления, 3 – связи кристаллической решетки, 4- разрыв

связей кристаллической решетки, 5 – направление внешнего давления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

•В условиях высоких температур и давлений горных пород мы имеем дело с феноменом течения твердых тел, который объясняется механизмом диффузии вакансии (большинство кристаллов в природе не идеальны и имеют вакансии в кристаллической решетке).

•Под воздействием приложенного внешнего давления ближайший к вакансии атом разрывает связи с соседями и занимает вакансию – для ослабления давления.

•В отличие от жидкостей, где атомы переходят легко, в твердых телах перемещается только малая часть атомов. Процесс течения вещества – медленный.

Ползучесть твердого тела

Механизм течения твердых тел.

1- атомы кристаллической решетки, 2-

атом, ближайший к вакансии со стороны внешнего давления, 3 – связи кристаллической решетки, 4- разрыв

связей кристаллической решетки, 5 – направление внешнего давления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Ползучесть твердого тела

•По аналогичной схеме может происходить течение астеносферного субстрата. Температура, при которой резко возрастает вибрация минеральной решетки, и, соответственно, вероятность перескока атомов решетки, определяет формирование границы между жесткой литосферой и медленно текущей астеносферой.

Механизм течения твердых тел.

1- атомы кристаллической решетки, 2-

атом, ближайший к вакансии со стороны внешнего давления, 3 – связи кристаллической решетки, 4- разрыв

связей кристаллической решетки, 5 – направление внешнего давления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Что такое литосфера с точки зрения ползучести ?

•Вибрация минеральной решетки с температурой возрастает. Выделяется температура, при которой ползучесть резко возрастает – движение происходит в течении тысяч лет. При более низкой температуре –шансы перескока атомов ничтожны.

•Температура с глубиной увеличивается и это определяет формирование границы между литосферой и астеносферой.

•Граница – не контрастная – не фиксируется сейсмологией. На больших глубинах она залегает на континентах с низким температурным градиентом и наиболее тонкая в океанах.

•Ползучесть зависит от состава пород: у кислых пород (граниты) ползучесть достигается при более низких температурах чем у основных.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Контрольные вопросы по теме:

•1. Что такое «гравитация»?

•2. Что понимается под терминами «сила притяжения», «сила тяжести», «притяжение» в гравиметрии?

•3. Как можно рассчитать силу притяжения в любой точке поверхности Земли в зависимости от географической широты?

•Чем вызывается возникновение приливов и отливов в Мировом океане?

•Какие единицы используются в гравиметрии для измерения напряженности поля силы тяжести?

•Какие модели (приближения) используются в гравиметрии для описания формы Земли?

•Что такое «изостазия»?

•Какие модели положены в основу изостатических расчетов по схемам Эри и Пратта?

•В чем физический смысл «изостазии с региональной компенсацией»?

•Опишите механизм течения твердых тел.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ФИЗИКА ЗЕМЛИ

Лекция 9 Магнитное поле Земли