- •1 Зміст геодинаміки. Фізичні та хімічні властивості землі
- •1.1 Наукові основи геодинаміки. Внутрішня будова та властивості Землі
- •1.1.1 Поняття про науку “Геодинаміка”. Структура та зв’язок з іншими геологічними дисциплінами
- •1.1.2 Петрофізичні властивості земних надр
- •1.1.3 Первинна речовина Землі
- •1.1.4 Характеристика геосфер
- •1.1.5 Фізичні властивості геосфер
- •1.1.6 Хімічний склад земних надр
- •1.1.7 Диференціація речовини геосфер Землі
- •1.2 Енергетика Землі
- •1.2.1 Джерела теплового поля Землі
- •1.2.2 Характеристика глибинного теплового поля
- •1.2.3 Проблема походження глибинного теплового поля Землі
- •1.2.4 Температура надр Землі
- •1.3 Геодинаміка ядра Землі
- •1.3.1 Хімічний склад ядра
- •1.3.2 Формування ядра
- •1.3.3 Ббудова ядра
- •1.3.4 Магнітне поле Землі
- •1.4 Геодинаміка мантії
- •1.4.1 Геодинамічна модель мантії
- •1.4.2 Склад та властивості мантії
- •1.4.3 Верхня мантія
- •1.4.4 Середня мантія
- •1.4.5 Нижня мантія
- •1.4.6 Склад мантії та її властивості
- •1.4.7 Проблеми повзучості та в’язкості
- •1.4.8 Характеристика тектоносфери
- •2 ГеодинаміЧні процеси земних надр
- •2.1 Геодинаміка астеносфери
- •2.1.1 Тектонічні гіпотези в історії геології
- •2.1.2 Тектонічні рухи
- •2.1.3 Теорія пограничних шарів при тепловій конвекції
- •2.2 Геодинаміка літосфери
- •2.2.1 Границі літосфери
- •2.2.2 Класифікація плит
- •2.2.3 Гіпотеза спредінгу і субдукції
- •2.2.4 Основні положення концепції спредінгу ложа океанів
- •2.2.5 Повний геодинамічний цикл розвитку літосфери
- •2.2.6 Геодинамічні процеси, пов’язані з океаногенезом
- •2.3 Внутрішня динаміка землі, типи тектонічних рухів, їх механізм, циклічність
- •2.3.1 Геодинамічні процеси, пов’язані з континентогенезом
- •2.3.2 Землетруси
- •2.3.3 Розповсюдження землетрусів
- •2.3.4 Внутрішня структура і механізм дії вулканів
- •2.4 Екзогенні геодинамічні процеси
- •2.4.1 Природа геодинамічних процесів та методи вивчення
- •2.4.2 Гравітаційні схилові процеси
- •2.4.3 Повзучість та її динаміка
- •2.4.4 Процеси зсуву та їх різновиди
- •3 Еволюція Землі, роль геодинамічних процесів у формуванні родовищ корисних копалин
- •3.1 Еволюція Землі
- •3.1.1 Гіпотези утворення Землі
- •3.1.2 Основні геотектонічні гіпотези
- •3.1.3 Глибинні процеси землі та їх поверхневі прояви
- •3.1.4 Тектоніка плит
- •3.1.5 Тектоніка плюмів
- •3.1.6 Роль континентів у динаміці Землі
- •3.1.7 Вертикальні рухи всередині континентів
- •3.2.3 Карстові і суфозійні процеси
- •Перелік Використаних джерел
- •Д одатки
- •Приклади сейсмічних моделей Землі
- •1 Сейсмологічна модель Землі
- •Сейсмічна модель будови Землі
- •Теорія плюмів
- •Методи геодинамічних досліджень
- •Регіональний тепловий потік в земній корі
- •Локальний тепловий потік
- •Регіональні термічні дослідження
Методи геодинамічних досліджень
Геотермічна розвідка (терморозвідка) об’єднує фізичні методи дослідження природного теплового поля Землі з метою вивчення ландшафтів, термічного режиму земної кори і верхньої мантії, виявлення геотермічних ресурсів, рішення пошуково-розвідувальних і інженерно-гідрологічних задач. Менше застосування знаходять методи штучних теплових полів. Теплове поле визначається внутрішніми і зовнішніми джерелами тепла і тепловими властивостями гірських порід. При терморозвідці реєструють радіотеплове і інфрачервоне випромінювання земної поверхні, виміряють температуру, її вертикальний градієнт або тепловий потік. Розподіл цих параметрів в плані і по глибині несе інформацію про термічні умови і геологічну будову району, що вивчається.
Основними методами терморозвідці є: радіотеплові (РТС) і інфрачервоні (ІКС) зйомки; регіональні термічні дослідження на суші і акваторіях; локальні пошуково-розвідувальні термічні дослідження, направлені на виявлення і вивчення родовищ корисних копалин; інженерно-гідрогеологічні термічні дослідження, призначені для вивчення умов мерзлоти і руху підземних вод; термічний каротаж, який служить для документації розрізів свердловин по теплопровідності розкритих гірських порід; методи штучних теплових полів при роботах на акваторіях і в свердловинах.
Фізико-геологічні основи теорії терморозвідки
Теплове поле Землі і його параметри
Теорія терморозвідки побудована на основі математичного і фізичного моделювання, натурних спостережень і встановлення зв’язків з іншими полями Землі. Завдяки цьому вдається отримати гіпотетичну зміну температур надр Землі.
Загальна характеристика
теплового поля Землі
Джерелами теплового поля Землі є процеси, що протікають в її надрах, і теплова енергія Сонця. До внутрішніх джерел тепло відносить радіогенне тепло, яке створюється завдяки розпаду розсіяних в гірських породах ізотопів урану, торія, калія і інших радіоактивних елементів, і тепло, обумовлене різними процесами, що протікають в Землі (гравітаційною диференціацією, плавленням, хімічними реакціями з виділенням або поглинанням тепла, деформацією за рахунок приливів під дією Місяця і Сонця і деякими іншими). Теплова енергія перерахованих джерел, що вивільняється на земній поверхні в одиницю часу, значно вище за енергію тектонічних, сейсмічних, гідротермальних процесів.
Внутрішнє теплове поле відрізняється високою постійністю. Воно не робить впливу на температуру поблизу земної поверхні або клімат, оскільки енергія, що поступає на земну поверхню від Сонця, в 1000 більше, ніж з надр.
Разом з тим середня теплова дія Сонця не визначає теплового стану Землі і здатний підтримувати постійну температуру на поверхні Землі близько 0 0С. Фактично ж завдяки зміні сонячної активності температура приповерхневого шару повітря, а з деяким запізнюванням і температура гірських порід змінюються.
Добові, сезонні, багаторічні і багатовікові варіації сонячної активності приводять до відповідних циклічних змін температур повітря. Чим більше період циклічності, тим більше глибина їх теплової дії. Наприклад, добові коливання температури повітря виявляються в ґрунтовому шарі глибиною 1 - 1,5 м. Це пов’язано з перенесенням сонячного теплового потоку за рахунок молекулярної теплопровідності порід і конвекції повітря, пари води, інфільтрації опадів і підземних вод. Сезонні (річні) коливання викликають зміни температур на глибинах до 20 – 40 м. На таких глибинах теплопередача здійснюється в основному за рахунок молекулярної теплопровідності, а також рухи підземних вод. На глибинах 20 – 40 м розташовується нейтральний шар (або зона постійних річних температур). В ньому температура залишається практично постійною і в кожному районі в середньому на 3,7: 3 вище середньорічної температури повітря. Багатовікові кліматичні зміни позначаються на варіаціях температур порівняно великих глибин. Наприклад, похолодання і потепління в четвертинному періоді впливали на тепловий режим Землі до глибин 3 – 4 км.
Таким чином, якщо не враховувати багатовікові кліматичні зміни, то можна вважати, що нижче за зону постійних температур (на глибинах понад 40 м) впливом циклічності сонячної активності можна нехтувати, а температурний режим порід визначається глибинним потоком тепла і особливостями термічних властивостей порід.