Δομή της Γης

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Δομή της Γης και σεισμικά κύματα

Comments

Presentation Transcript

Δομή και λειτουργία της Γης:

Δομή και λειτουργία της Γης Χατζηπέτρος Αλέξανδρος u sers.auth.gr/ac

Δομη του εσωτερικου τησ γησ:

Δομη του εσωτερικου τησ γησ users.auth.gr/ac 2 04:57

Δομή της Γης:

Δομή της Γης Η Γη αποτελείται από τρία διακριτά μέρη (κελύφη) Φλοιός Μανδύας Πυρήνας 3 users.auth.gr/ac 04:57

Τρόποι μελέτης:

Τρόποι μελέτης Η μελέτη της δομής του εσωτερικού της Γης γίνεται με γεωφυσικές μεθόδους. Μελετάται η κατακόρυφη μεταβολή της πυκνότητας και των ελαστικών σταθερών. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μέτρηση των ταχυτήτων διάδοσης των σεισμικών κυμάτων. 4 users.auth.gr/ac 04:57

Σεισμικά κύματα:

Σεισμικά κύματα Οι σεισμοί προκαλούν εγκάρσια ( S) , επιμήκη (P) και επιφανειακά ( Rayleigh, Love και Stonley ) κύματα. Τα σεισμικά κύματα διατρέχουν όλη τη Γη και η τροχιά τους αλλάζει ανάλογα με τη σύσταση των στρωμάτων που συναντούν. Με βάση τις καμπύλες χρόνων διαδρομής προσδιορίζονται οι αλλαγές στις ταχύτητες διάδοσης. 5 users.auth.gr/ac 04:57

Επιμήκη κύματα (P):

Επιμήκη κύματα ( P) λ, μ = ελαστικές σταθερές του Lame ρ = η πυκνότητα του μέσου διάδοσης 6 users.auth.gr/ac 04:57

Εγκάρσια κύματα (S):

Εγκάρσια κύματα (S) μ = ελαστική σταθερά του Lame ρ = η πυκνότητα του μέσου διάδοσης 7 users.auth.gr/ac 04:57

Ασυνέχειες:

Ασυνέχειες Στα βάθη στα οποία παρατηρούνται απότομες μεταβολές των ταχυτήτων των κυμάτων, ορίζονται οι ασυνέχειες των ταχυτήτων. Υπάρχουν ασυνέχειες πρώτης και δεύτερης τάξης, ανάλογα με τη σπουδαιότητά τους. 8 users.auth.gr/ac 04:57

Ασυνέχειες πρώτης τάξης:

Ασυνέχειες πρώτης τάξης Ορίζουν τις επαφές μεταξύ φλοιού, μανδύα και πυρήνα. Ασυνέχεια Mohorovicic . Ορίζει το όριο φλοιού-μανδύα και το βάθος της ποικίλλει ανάλογα με το αν βρίσκεται σε ηπειρωτικό ή ωκεάνιο φλοιό. Ασυνέχεια Gutenberg . Ορίζει το όριο μανδύα-πυρήνα και βρίσκεται σε βάθος περίπου 2.900 km. 9 users.auth.gr/ac 04:57

Ασυνέχειες δεύτερης τάξης:

Ασυνέχειες δεύτερης τάξης Ορίζουν ενδιάμεσους ορίζοντες. Ασυνέχεια Conrad. Ορίζει την επαφή ανάμεσα στο γρανιτικό και το βασαλτικό στρώμα του φλοιού. Ασυνέχεια Repetti. Ορίζει την επαφή μεταξύ άνω μανδύα και κάτω μανδύα. Ασυνέχεια Lehman . Ορίζει την επαφή μεταξύ εξωτερικού και εσωτερικού πυρήνα. 10 users.auth.gr/ac 04:57

PowerPoint Presentation:

Φλοιός Άνω μανδύας Κάτω μανδύας Εξωτερικός πυρήνας Εσωτερικός πυρήνας Εστία Επιμήκη κύματα ( P, K, I) Εγκάρσια κύματα (S) 11 users.auth.gr/ac 04:57

PowerPoint Presentation:

Moho Repetti Gutenberg Lehman 12 users.auth.gr/ac 04:57

Άλλοι διαχωρισμοί:

Άλλοι διαχωρισμοί Λιθόσφαιρα . Περιλαμβάνει το φλοιό και ένα τμήμα του άνω μανδύα. Μέσο πάχος: 80 km. 13 users.auth.gr/ac 04:57

Άλλοι διαχωρισμοί:

Άλλοι διαχωρισμοί Λιθόσφαιρα . Περιλαμβάνει το φλοιό και ένα τμήμα του άνω μανδύα. Μέσο πάχος: 80 km. Ασθενόσφαιρα . Τμήμα του μανδύα που παραμορφώνεται εύκολα και παρατηρείται μείωση της ταχύτητας των εγκάρσιων κυμάτων (=ελαττωμένη δυσκαμψία). Συμπίπτει με τον ασθενοσφαιρικό δίαυλο. 14 users.auth.gr/ac 04:57

Άλλοι διαχωρισμοί:

Άλλοι διαχωρισμοί Λιθόσφαιρα . Περιλαμβάνει το φλοιό και ένα τμήμα του άνω μανδύα. Μέσο πάχος: 80 km. Ασθενόσφαιρα . Τμήμα του μανδύα που παραμορφώνεται εύκολα και παρατηρείται μείωση της ταχύτητας των εγκάρσιων κυμάτων (=ελαττωμένη δυσκαμψία). Συμπίπτει με τον ασθενοσφαιρικό δίαυλο. Μεσόσφαιρα . Το πιο ανθεκτικό κομμάτι του μανδύα, κάτω από την ασθενόσφαιρα . 15 users.auth.gr/ac 04:57

Άλλοι διαχωρισμοί:

Άλλοι διαχωρισμοί Λιθόσφαιρα . Περιλαμβάνει το φλοιό και ένα τμήμα του άνω μανδύα. Μέσο πάχος: 80 km. Ασθενόσφαιρα . Τμήμα του μανδύα που παραμορφώνεται εύκολα και παρατηρείται μείωση της ταχύτητας των εγκάρσιων κυμάτων (=ελαττωμένη δυσκαμψία). Συμπίπτει με τον ασθενοσφαιρικό δίαυλο. Μεσόσφαιρα . Το πιο ανθεκτικό κομμάτι του μανδύα, κάτω από την ασθενόσφαιρα . Σχιζόσφαιρα . Το μέρος του φλοιού στο οποίο φτάνουν τα επιφανειακά ρήγματα (ύπαρξη συνθηκών θραυσιγένεσης ) και κυμαίνεται από 10-15 km στις περισσότερες περιπτώσεις. 16 users.auth.gr/ac 04:57

Δομή του ανώτερου τμήματος της Γης:

Δομή του ανώτερου τμήματος της Γης 17 users.auth.gr/ac 04:57

Φλοιός:

Φλοιός Διαχωρίζεται γενικά σε δύο είδη: ηπειρωτικός και ωκεάνιος, ανάλογα με τη σύστασή του και τη θέση του. Ηπειρωτικός φλοιός: πάχος από 30 έως 70 km. Ωκεάνιος φλοιός: πάχος από 4 έως 15 km. Η διάκριση μεταξύ ηπειρωτικού και ωκεάνιου φλοιού δεν είναι πάντοτε δυνατή με βάση τα φυσικά τους χαρακτηριστικά. 18 users.auth.gr/ac 04:57

Ηπειρωτικός φλοιός:

Ηπειρωτικός φλοιός Περιλαμβάνει γενικά το γρανιτικό ( Sial ) και το βασαλτικό ( Sima ) στρώμα. Sial : αποτελείται από όξινα και ενδιάμεσα πετρώματα (γρανίτες, γρανοδιορίτες κλπ), με κύρια συμμετοχή πυριτικών (Si) και αργιλικών (Al) ορυκτών. Sima : αποτελείται από βασικά πετρώματα ( γάββρους , διορίτες , διαβάσες , κλπ) με κύρια συμμετοχή ορυκτών πλούσιων σε πυρίτιο (Si) και μαγνήσιο (Mg) . Καλύπτεται από ιζήματα χερσαία ή θαλάσσια. 19 users.auth.gr/ac 04:57

PowerPoint Presentation:

20 users.auth.gr/ac 04:57

Ωκεάνιος φλοιός:

Ωκεάνιος φλοιός Απουσιάζει το στρώμα Sial. Καλύπτεται από θαλάσσια ιζήματα. Δημιουργείται στις μεσοωκεάνειες ράχες. 21 users.auth.gr/ac 04:57

PowerPoint Presentation:

22 users.auth.gr/ac 04:57

Μανδύας:

Μανδύας Με βάση τις τιμές της πυκνότητας και των ελαστικών σταθερών, ο μανδύας αποτελείται από υπερβασικά πετρώματα ( δουνίτες , εκλογίτες και περιδοτίτες ). Στο μεταβατικό στρώμα μεταξύ του άνω και του κάτω μανδύα, ο ορθορομβικός ολιβίνης μετατρέπεται σε κυβικό της ομάδας των σπινελίων λόγω της πίεσης. Στον κάτω μανδύα είναι πιθανό να συνυπάρχουν τα πυριτικά υλικά με σίδηρο και νικέλιο. 23 users.auth.gr/ac 04:57

Πυρήνας:

Πυρήνας Η επικρατέστερη θεωρία είναι ότι αποτελείται από μίγμα σιδήρου και νικελίου με μικρό ποσοστό πυριτικών ενώσεων. Ο εξωτερικός πυρήνας βρίσκεται σε υγρή κατάσταση, ενώ ο εσωτερικός σε στερεή. 24 users.auth.gr/ac 04:57

Θερμότητα του εσωτερικού της Γης:

Θερμότητα του εσωτερικού της Γης Η Γη παράγει μεγάλη θερμική ενέργεια, η οποία ακτινοβολείται στο διάστημα κατά μεγάλο ποσοστό. Η μεταβολή της θερμοκρασίας με το βάθος έχει παρατηρηθεί ότι είναι κατά μέσο όρο 1 ο για κάθε 30 μέτρα (γεωθερμική βαθμίδα). Λόγω της απουσίας αερίων μαζών (π.χ. Ήλιος), θα πρέπει να θεωρείται βέβαιη η ύπαρξη πηγών θερμότητας στο εσωτερικό της Γης. 25 users.auth.gr/ac 04:57

Σεισμικα κυματα:

Σεισμικα κυματα

Τύποι κυμάτων:

Τύποι κυμάτων Κύματα χώρου. Επιμήκη (P). Εγκάρσια ( S). Επιφανειακά κύματα. Rayleigh. Love. Stonley . Άλλα κύματα. Διαυλικά. Ουράς. Στάσιμα. 04:57 users.auth.gr/ac 27

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 28

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 29

Διαφορά καταγραφής P και S κυμάτων:

Διαφορά καταγραφής P και S κυμάτων 04:57 users.auth.gr/ac 30

Καμπύλες χρόνων διαδρομής:

Καμπύλες χρόνων διαδρομής 04:57 users.auth.gr/ac 31

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 32

PowerPoint Presentation:

Επίδραση στρώματος μεγάλης ταχύτητας στις σεισμικές ακτίνες (α) και αντίστοιχες καμπύλες χρόνων διαδρομής (β). 04:57 users.auth.gr/ac 33

PowerPoint Presentation:

Επίδραση στρώματος μικρής ταχύτητας στις σεισμικές ακτίνες (α) και αντίστοιχες καμπύλες χρόνων διαδρομής (β). 04:57 users.auth.gr/ac 34

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 35

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 36

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 37

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 38

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 39

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 40

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 41

PowerPoint Presentation:

Μέτωπα κύματος και σεισμικές ακτίνες Μέτωπο κύματος ακτίνες απόσταση χρόνος 04:57 users.auth.gr/ac 42

PowerPoint Presentation:

Στρώμα πάνω από ημιχώρο απευθείας μετωπικά Κύματα διάθλασης Κύματα ανάκλασης 04:57 users.auth.gr/ac 43

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 44

PowerPoint Presentation:

Δύο στρώματα με ημιχώρο απευθείας ανακλώμενα μετωπικά μετωπικά 04:57 users.auth.gr/ac 45

PowerPoint Presentation:

04:57 users.auth.gr/ac 46

Κύματα Love:

Κύματα Love 04:57 users.auth.gr/ac 47

PowerPoint Presentation:

Κατά τη διάδοση των κυμάτων Love , τα υλικά σημεία πραγματοποιούν ταλαντώσεις σε ευθείες παράλληλες προς το οριζόντιο επίπεδο και κάθετες προς τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα κύματα αυτά είναι κύματα οριζοντίως πολωμένα και για το λόγο γράφονται μόνο από τα οριζόντια σεισμόμετρα. Οι περίοδοι των κυμάτων Love κυμαίνονται μεταξύ 8 και 140 sec , συνήθως. Τα μεγάλης περιόδου κύματα έχουν σχετικώς μεγάλη μέση ταχύτητα (4.5 km / sec ) επειδή κατά τη διάδοσή τους επηρεάζονται από τη δομή του πάνω μανδύα και των βαθύτερων στρωμάτων του φλοιού. Τα κύματα αυτά παριστάνονται με το LQ και γράφονται αμέσως μετά τα εγκάρσια κύματα από τα μεγάλης περιόδου οριζόντια σεισμόμετρα. Τα κύματα Love δεν διαδίδονται σε ομογενές μέσο. 04:57 users.auth.gr/ac 48

Κύματα Rayleigh:

Κύματα Rayleigh 04:57 users.auth.gr/ac 49

PowerPoint Presentation:

Στη διάδοση των κυμάτων Rayleigh , τα υλικά σημεία διαγράφουν ελλείψεις οι οποίες έχουν το μέγιστο άξονα κατακόρυφο και τον ελάχιστο κατά τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Το πλάτος ταλάντωσης των υλικών σημείων κατά τη διάδοση των κυμάτων Rayleigh ελαττώνεται εκθετικά με το βάθος. Η ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων αυτών μέσα σε ομογενές μέσο είναι περίπου ίση με τα 9/10 της ταχύτητας των εγκαρσίων κυμάτων και γι’ αυτό αυτά γράφονται από τα κατακόρυφα και τα οριζόντια σεισμόμετρα αμέσως μετά τα εγκάρσια κύματα. Τα πλάτη στα κατακόρυφα σεισμόμετρα είναι, όπως αναμένεται, μεγαλύτερα από τα πλάτη στα οριζόντια σεισμόμετρα. 04:57 users.auth.gr/ac 50

PowerPoint Presentation:

Κατακόρυφη συνιστώσα Οριζόντια συνιστώσα Κάθετη στη διεύθυνση διάδοσης Οριζόντια συνιστώσα Παράλληλη στη διεύθυνση διάδοσης 04:57 users.auth.gr/ac 51

PowerPoint Presentation:

Διαυλικά κύματα 04:57 users.auth.gr/ac 52

Υδάτινα διαυλικά κύματα:

Υδάτινα διαυλικά κύματα 04:57 users.auth.gr/ac 53

Κύματα ουράς (coda):

Κύματα ουράς (coda) Οφείλονται σε διαθλάσεις, περιθλάσεις, ανκλάσεις κλπ. 04:57 users.auth.gr/ac 54

Μεταβολή των πλατών των κυμάτων:

Μεταβολή των πλατών των κυμάτων Η γεωμετρική εξάπλωση ( geometrical spreading ) των κυμάτων έχει ως συνέπεια την ελάττωση των πλατών των κυμάτων με την απόσταση, r , από την εστία τους, γιατί όσο απομακρύνονται από την εστία τόσο μεγαλύτερο εμβαδόν επιφάνειας διαπερνούν τα ίδια κύματα (απώλεια ενέργειας). Έχει δειχθεί ότι για μικρές, σχετικώς, αποστάσεις, τα πλάτη των κυμάτων χώρου στη Γη μεταβάλλονται ανάλογα του 1/ r 2 (κοντινό πεδίο) ενώ για μεγάλες αποστάσεις ανάλογα του 1/ r (μακρινό πεδίο). Κατά τη διάδοση των επιφανειακών κυμάτων στην επιφάνεια μιας σφαίρας με ακτίνα α, τα πλάτη ελαττώνονται ανάλογα του (αημΔ)1/2, όπου Δ είναι η επικεντρική απόσταση σε ακτίνια. Κατά τη διάδοση των σεισμικών κυμάτων σε ένα τελείως ελαστικό μέσο δεν υφίστανται αυτά απώλεια της ενέργειάς τους και γι’ αυτό τα κύματα εξακολουθούν να υπάρχουν και να διαδίδονται επ’ άπειρο στο μέσο αυτό. 04:57 users.auth.gr/ac 55

PowerPoint Presentation:

ζ: παράγοντας τριβής, ω=2π/Τ: συχνότητα του κύματος, Αο : αρχικό πλάτος, r : απόσταση. 04:57 users.auth.gr/ac 56

authorStream Live Help