- •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
1.2 Енергетика Землі
Вивчення теплового поля Землі має велике значення, тому що розподілення тепла багато в чому визначає енергетичний рівень і характер геологічних процесів на поверхні планети та в її надрах.
Наша планета має складне теплове поле, що обумовлено кількома факторами. За направленням та областю застосування їх можна розділити на поверхневі та глибинні.
1.2.1 Джерела теплового поля Землі
До групи поверхневих факторів теплового поля можна, по-перше, віднести випромінювання Сонця. Земля отримує дуже малу дозу випромінювання, лише одну двомільярдну його частину, що визначається порівняно невеликими розмірами нашої планети та її значною віддаленістю від Сонця. За одну секунду Сонце випромінює теплову енергію біля 4.191026 Дж, що створює на зовнішній границі земної атмосфери тепловий потік 1400 Вт/м2 горизонтальної площі. Таким чином, енергія Сонця, яка поступає на Землю за одну секунду, складає 1.781017 Дж, що майже еквівалентно енергії, яка виділяється при спаленні 1 млрд. тон нафти. Одна третина сонячної енергії відбивається атмосферою та поверхнею Землі і розсіюється.
Таким чином, Земля поглинає і переробляє біля 3,61024 Дж/рік. На 1см2 земної поверхні за годину в середньому поступає близько 80 Дж теплової енергії Сонця, з яких 27 Дж поглинаються атмосферою і 53 Дж поступає на поверхню літосфери та гідросфери.
Ділянка поверхні Землі площею 1см2, що орієнтована перпендикулярно до променів Сонця, отримує за одну хвилину 8,173 Дж тепла. Ця величина називається сонячною сталою. Радіаційний баланс Землі позитивний і складає 3.01105 Дж/см2 рік.
Другим поверхневим джерелом тепла є тертя приливних “горбів” в гідросфері Землі. Однак кількість тепла, що при цьому виділяється, настільки мала, що вона не впливає на тепловий режим поверхні Землі. За оцінками вчених, кількість енергії, що вивільнюється при приливному терті, біля 1020 Дж/рік. Якщо врахувати, що частина цієї енергії йде на стримання обертання Землі та прискорення обертання Місяця, то кількість тепла, що поступає на поверхню (в основному гідросферу), ймовірно, складає понад кілька відсотків величини сонячної радіації.
Таким чином, сонячна радіація є основним джерелом тепла на поверхні Землі. Випромінювання Сонця набагато перевищує інтенсивність інших факторів теплового поля Землі – глибинних. Наприклад, коли потік сонячного тепла, що досягає поверхні Землі, в середньому має порядок 8Дж/см2 на хвилину, то з глибини на поверхню поступає лише близько 4х10-4 Дж/см2 на хвилину. На підставі такої різниці в інтенсивності поверхневих і глибинних джерел тепла можна вважати, що температура на поверхні нашої планети практично цілком визначається випромінюванням Сонця. З тієї ж причини температура верхнього шару літосфери (і гідросфери) підкоряється сезонним та добовим коливанням. З глибиною ці коливання слабшають, поки врешті-решт діяльність сонячної радіації не зрівноважиться впливом глибинних факторів. Глибина, на якій температура практично не змінюється, дорівнює середньорічній температурі району і називається шаром сталих температур. Глибина проникнення сезонних та добових коливань температури визначається їх діапазоном і теплопровідністю порід. Вона не перевищує кількох десятків метрів. Значно глибше (на кілька сот метрів) проникають кліматичні зміни температур. Вони призводять до повільних змін середньорічної температури, охоплюють значний об’єм порід і частково є причиною утворення багаторічної мерзлоти 4-10, 27-31.