Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.

Напряженность магнитного поля Земли в каждой точке земной поверхности вполне определяется вектором Т и его составляющими по осям прямоугольной системы координат х, у и z. Если ориентировать ось х по географическому меридиану, а ось у – по параллели, то проекция вектора Т на плоскость хoу даст горизонтальную составляющую Н. Горизонтальная Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. составляющая Н всегда ориентирована на магнитный полюс Земли. Угол D меж горизонтальной составляющей Н и направлением на настоящий (астрономический) север (в этом случае это направление задается осью х) определяет западное либо восточное склонение вектора магнитного поля Н. Угол I меж горизонтальной состав­ляющей Н и вектором Т именуется наклонением. Вертикальная Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. составляющая z, северная х и восточная у, также склонение D, наклонение I и горизонтальная составляющая H именуются элементами магнитного поля Земли. Они определяют положение вектора Т в разных системах координат. Вектор Т принято именовать полным век­тором земного магнитного поля. Значение вектора Т инвариантно, т.е. не находится в зависимости Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. от выбора системы координат. Поль­зуясь рис. 37, несложно получить выражения для всех частей земного магнитного поля:х = НcosD; y = HsinD; z = HtgI; T = (H2 + z2)1/2; H = (x2 + y2)1/2; I = arctg z/H; D = arctg y/x.

Горизонтальные и вертикальные составляющие полного вектора магнитного поля Т можно найти также через Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. угол I:H = T cos I; z = T sin I.

Точки на земной поверхности, в каких наклонение I = 90°, именуются северным и южным магнитными полюсами. Линия на земной поверхности, где наклонение I = 0°, именуется магнитным экватором. К северу от магнитного экватора вертикальная составляющая z считается положительной, к югу – отрицательной.

28 Ост. намагниченность Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.. магн воспр. горных пород. Ур. аномального магн поля, заглавие его сост.Магнитная восприимчивость охарактеризовывает способность пород на­магничиваться под действием наружного магнитного поля Ii. Она определяется из соотношения c = Ii/H, где Ii – интенсивность намагничивания. Остаточная намагниченность охарактеризовывает намагниченность пород, приобретенную ими в момент формирования. намагниченностью I именуется векторная Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. величина, равная магнитному моменту единицы объема тела. Величина В = Н + 4pI именуется магнитной индукцией и охарактеризовывает плотность магнитного потока, проходящего через поперечное сечение намагниченного тела. В системе СГС единицей магнитной индукции является гаусс, в системе СИ – тесла. Из выражения, заменяя I=cН и подставляя его в, получим 1 + 4pc = В Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D./Н = m.. Величина m именуется магнитной проницаемостью. В системе СИ она измеряется в генри/м. Полный вектор колдун. поля Тскладыв. из нескольких компонент:поля диполя Т0 , недипольного поля Тн , обусловленного ненамагничен-ностью верних слоев земной коры ∆Та , наружного поля Твн и поля вариантов δТ :

Т=Т0+Тн+Твн Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.+∆Та +δТ

Поле, представляющее собой сумму векторов Т0 и Тн , назыв. основным полем. Поле, обуслов-ленное вектором ∆Та , назыв. анамальным полем. В свою очередь анамальное поле складывается из регионального ∆Тр илокального ∆Тл полей.

Сумма вектаров глав. и внеш. поля с вычетом вариантов назыв. обычным полем:

Тп=Т0+Тн+Твн-δТ

Отсюда видно ,что Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. для получения значений анамальной составляющей нужно из полного вектора Т отнять нормальную составляющую Тп :

∆Та= Т-Тп

Ферромагнетики: наименования, хим. формулы. Фактор Q.Ферромагнетики характеризуются высочайшими положительными значениями c, доходящими до целых единиц СГС (c = 105 ед. СГС). Важными из их являются магнетит (Fe3О4), титаномагнетит (Fе2ТiO4), гематит Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. (Fе3О4), ильменит (FеТiO3), пирротин (FеS). ферромагнитные минералы владеют свойством сохранять остаточную намагниченность. их магнитный момент определяется соотношением М = (cН + In)V, где V – объем эталона. Намагниченность диа- и парамагнетиков определяется только первым членом уравнения: I i = cH; M = cHV, ибо эти последние не владеют свойством сохранять остаточную намагниченность Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D..

Отношение In/Ii = Qназывается числом либо фактором Кенигсбергера. Величина Q изменяется от 1 до 100 и поболее единиц. Это свидетельствует о том, что локальные остаточные магнитные аномалии, обоснованы величиной In, а не Ii. Для обычной намагниченности он составляет десятые, сотые толики единицы. С другой стороны, фактор Q до некой степени исключает воздействие концентрации Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. акцессорных. При наличии огромного количества определений Q в разновозрастных толщах пород (порядка 100 и поболее) фактор Q может охарактеризовывать релаксационный спад первичной намагниченности пород и тем их относительный возраст.

17. Уравнение поля диполя. Его анализ.Магнитное поле Земли в первом приближении можно аппроксимировать полем диполя, помещенного в центре Земли. Диполь Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. – это обыденный двухполюсной магнит, один конец которого условно принимается за северный полюс, другой – за южный полюс. Потенциал диполя V в точке Р: V=m/r1 – m/r2 =m (r2-r1)/ r1r2 . Если расстояние до точки Р велико в сопоставление с длиной диполя, то r1r2≈r2 ; r2 -r1=dl Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. cosθ; V=m dl/r2 cosΘ Так как магнитный момент опр. как производная магнитной массы на плечоd,l dM=mdl , то выражение для потенциала диполя воспринимает вид: V=dM/r2 cosΘ. Если через dWобозначить простый объём тела, а через I- его намагниченность, то магн. момент едининцы объёма: dM=IdW Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. а потенциал :V=IdW/r2 cosΘ.

18. Уравнение для определения палеомагнитных широт:В базе всех «опр-ний» координат зрительных палеомагнитных полюсов лежит известное соотношение: tg I=2 tg φm , где I -наклонение магн. поля; φm -палеомагнитная широта в месте измерения. Формула позволяет по углу наклонения вектора магн. поля Т Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. опр. магн. широту, на корой данная порода заполучила свою намагниченность в момент образо-вания при условии дипольного хар-ра магн. поля Земли.

29. Магнитное поле вертикального стержня.поле вертикального стержня, верхний конец которого размещается на некой глубине h от поверхности Земли, а нижний отнесен в бесконечность таким макаром что воздействием его Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. отрицательной магнитной массы можно пренебречь (рис. 46). В данном случае поле вертикального стержня нескончаемой длины можно рассматривать как поле точечного источника, (т.е. поле однополюсного магнита – монополя), создаваемого магнитной массой .

Согласно закону Кулона, потенциал таковой массы обусловится из выражения:V=m/r. Получим:

Значения Dz и DH можно отыскать, если продифференцировать Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. выра­жение для потенциала по h и x – соответственно: Таким макаром, эти выражения на сто процентов охарактеризовывают напряженность магнитного поля, создаваемого вертикальным стержнем нескончаемой длины, при условии, что вектор намагниченности I ориентирован вертикально ввысь, т.е. повдоль магнитного меридиана.

30. Магнитное поле шара:Разглядим вертикально намагниченный шар, центр Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. которого размещается на глубине h. Потенциал шара можно представить в виде потенциала диполя, помещенного в центр шара. Потенциал диполя определяется из выражения: Подставляя сюда , , , получим выражение для потенциала шара: Дифференцируя V по h и по x, найдем вертикальную и горизонтальную составляющие магнитного поля шара:

;

максимум составляющей Dz будет при Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. x = 0, т.е. над центром шара (рис. 47). По мере удаления от шара графики Dz и DH на бесконечности ассимтотически стремятся к нулю снизу. В плане магнитное поле Dz шара имеет форму концентрических окружностей. Вектор напряженности DH ориентирован к центру шара (рис. 47). В отличие от поля стержня нескончаемой длины для Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. поля шара типично присутствие отрицательных значений Dz.

20. Акустическое давление и колебательная скорость сферической волны:

Колебательная скорость и акус-тическое давление сферической волны опр. так же, как и для плоской волны.

V= дU/дr= д/дr[A/r cos ώ(t- r/c)]=

=- A/r2cos ώ(t-r/c)+A Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.ώ/rc sinώ(t- r/c)=Aώ/rc sinώ(t- r/c)- A/r2 cosώ(t- r/c). Приобретенное выражение указывает, что амплитуда колебательной скорости в сферической волне в отл. от плоской имеет две составляющие –Aώ/rc и A/r2 , 1-ая из которых убывает назад пропор-ционально расстоянию r, 2-ая – квадрату Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. расстояния r2. Отсюда следует, что на расстояниях r, огромных по сопоставлению с первым; им можно пренебречь:

V=Aώ/rc sinώ(t –r/c). Акустическое давление сферической волны опр. из выражения: P= -ρ U/t =

= -ρ /t [A/r cosώ(t-r/c)]=

=ρ Aώ/r sinώ(t- rώ/c) =

=ρώA/r Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. sinώ(t-r/c) Для варианта r>>λ отношение акусти-ческого давления к колебательной скорости равно: P/V=ρc, т.е. вдалеке от источника акустическое сопро-тивление сфер. волны рано акуст. сопротивлению плоской волны.

24. Статистический анализ годографов:

Отражение и преломление лучей на границах раздела подчин. след. законам: 1. Угол падения равен углу Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. отражения. 2. Угол падения волны a и ее скорость в верхней среде с1 пропорциональны углу преломления b и скорости волны внижележащей среде с2 :sina/sinb = c1/c2 .

Используя принципы геометричес-кой сейсмики, можно получать гра-фики зависимости времени прихода волн, отраженных либо преломлен-ных на разных границах раздела снутри земной коры, от Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. расстояния, отсчитываемого от пт взрыва:

t=f(x), и по ним рассчитывать скорости этих волн. Такие графики назыв. годографами. Зависимо от типа волн годографы назыв. годографаи прямых, отраженных, преломленных, рефрагированых либо головных волн.

19. Вывод волнового уравнения:Необходимо отыскать уравнение возникающих гармонических колебаний частиц в горной породе. ma=F, где Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. а – ускорение, m – масса частички, Величина U = x охарактеризовывает смещение частиц от некоего положения равновесия. Обозначим массу частички как произведение объема V на плотность r: m = V·r = DxDyDz·r. Если силы действуют повдоль одной оси x, то сумма всех сил F будет равна сумме напряжений Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. sx, действующих на подобающую площадь (объем) S: где S = DxDyDz. В конечном итоге получаем волновое уравнение вида: Тут коэффициент есть не что другое, как квадрат скорости распространения продольной волны в породе сp: Это и есть уравнение распространения упругих гармонических колебаний части среды повдоль координаты x, фронт которых имеет вид плоскости. Отсюда Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. заглавие – уравнение плоских волн.

26. Редукции и аномалии на море. Все аномалии вызваны неоднородностями земной коры: Если гравиметрические измерения проводятся с корабля и либо на подводной лодке, то вводят поправку за редукцию на море либо редукцию Прея: +0.0419(2.67-пл. воды)*H.

Доминирующая секториальная волна обозначается индексом M2 Сразу с волной M2 возникают Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. еще две лунные волны – N2 и L2 с периодами, близкими к периоду доминирующей волны.

Тессеральный прилив имеет более непростой фронт: узловые полосы размещаются по меридиану и экватору. При всем этом максимум волны
достигается на широтах 45° с.ш. и 45° ю.ш. На экваторе и полюсах фун­кция Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. W = 0. Зональный прилив (см. рис. 24) зависит только от широты. Его фронтом являются 35° с.ш. и 35°16ґ ю.ш. Наибольшая амплитуда достигается на полюсах. Так как склонение Луны меняется с периодом 27,321 средних звездных суток, период зонального прилива составляет 14 суток. Зональный прилив определяет сжатие Земли. Тессеральному приливу соответствуют основная фаза М1 и две близкие по Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. периоду волны К1 и О1. Зональный прилив (см. рис. 24) зависит только от широты. Его фронтом являются 35° с.ш. и 35°16ґ ю.ш. Наибольшая амплитуда достигается на полюсах. Так как склонение Луны меняется с периодом 27,321 средних звездных суток, период зонального прилива составляет 14 суток.

14. Ур-ние приливного взаимодействия. Закон Роша Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.:

Выражение: gA –gO= δg= 2Gm/r3 хар-ет приливообразующую силу снутри и на поверхности Земли, которая, как лицезреем, назад пропорциональна кубу расстояний меж планеткой и ее спутником.

Максимально допустимое расстояние , на которое могут приблизиться спутник и планетка в процессе собственной эволюции: r =r0 3√(2M/m) =

= 17383√(2*5,98*1027 )/(7,4*1025 ) ≈ 9400км. Тут m Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D., r0 – масса и радиус спутника; M – масса планетки; r – расстояние меж планеткой и спутником. Приобретенное выражение назыв. пределом Роша. Спутник, попавший вовнутрь предела Роша вследствие многокилометровой приливной волны, будет разрушен и преобразован в каменное кольцо вокруг планетки. У планетки резко затормозится, что вызовет изменение ее фигуры и сопутствующие этому процессу землетрясения.

25. Число Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. Вольфа, характеризующее солнечную активность. Принципиальной чертой Солнца является его повторяющаяся активность, проявляющаяся в возникновении на фотосфере черных пятен, в хромосфере и короне – вспышек, факелов, протуберанцев. Более броским показателем солнечной активности явл-ся изменение числа черных пятен и их размеров на диске Солнца. t их на 1500 К Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. ниже t окружающей фотосферы, поперечник добивается 2 – 50 тыс. км. В рельефе поверхности пятна фиксируются в виде впадин глубиной 700 – 1000 км. Принципиальной чертой пятна является его магнитное поле, напряженность которого добивается– 4·105 А/м. Время жизни пятен – от нескольких часов до нескольких месяцев.

уровень солнечной активности характеризуется числом Вольфа: W=10g+f где g – число групп Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. пятен; f – общее число всех пятен, видимых на диске Солнца. Солнечная активность оказывает огромное воздействие на климат, погоду, жизнь биосферы Земли. Предпосылки солнечной активности до сего времени являются предметом обсуждений. Есть 2 группы гипотез – эндогенные, объясняющие периодичность активности внутризвездными процессами, и экзогенные, связывающие ее с приливным взаимодействием с планетой-гигантом Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. Юпитером.

11. Потенциал силы тяжести. Аномалия силы тяжести:Полный потенциал силы тяжести W, разумеется, будет представлять сумму скалярных величин V и U, хар-щих потенциалы притяжения и центробежной силы: V=G∫dm/r

U=1/2 ώ2 a2 = 1/2 ώ2(x2+y2)

W=G ∫ dm/r+1/2ώ2 (x2+y2)

Разность меж наблюдённым ускорением силы Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. тяжести и обычной величиной, приобретенной по интернациональной формуле: γ=978,0318(1+0,0053024 sin2 φ – 0,0000059 sin2 2φ) назыв. аномалия силы тяжести ∆g: ∆g=g-γ0

Аномалия силы тяжести создаётся приемущественно неоднородным рассредотачиванием плотностей в земной коре и верхней мантии.

13. Редукция Фая и Буге, аномалии Фая и Буге:

Для исключения воздействия разных причин в наблююдённое значение ∆g Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. вводят поправки либо, как их ещё назыв., редукции. Заглавие редукции опр. заглавие аномалии силы тяжести. Формула: δg = 0,3086H+2ώ2 H назыв. поправкой за высоту, либо в свободном воздухе, и хар-ет обычное изменение силы тяжести с высотой. С учётом поправки за высоту можно вычислить аномалию силы тяжести в свободном воздухе как Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. разность наблюдённого и редуцированного к точке наблюдения обычного значения силы тяжести, вычисленного по формуле Гельмерта и Кассиниса: ∆g=g-γ0+0,3086H Получаемая по формуле аномалия ∆g назыв. аномалией в свободном воздухе, либо аномалией Фая. Выражениеg=2πGρH указывает, что сила притяжения нескончаемого слоя на точку не находится в зависимости Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. от расстояния l до точки, а находится в зависимости от массы этого слоя(ρH­). Подставляя в формулу значения 2π и G=6,6732*10-8 см3*г-1*с-2, получим: gz =0,0418ρH . Это и есть редукция Буге, хар-щая притяжение слоя H, имеющего плотность ρ. Обычно плотность берут равной средней плотности земн. коры ρ=2,67 г/см3 . Отклонение от этого средного Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. в реальных разрезах позволяют выявить области с аномальными плотностями. Величина:

∆g2 = g-γ0 +0,308H- 0,0418ρH назыв. аномалией Буге. При измерениях на море вследствие H=0 аномалия приобретает вид : ∆g2 =g-γ0 .

8.Действие векторов силы тяжести и центробежной силы на точечную массу на пов. Земли:

F-сила притяжения; P - центробежная сила Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.; g - сила тяжести; l -расстояние до оси вращ. Земли; a-большая полуось.

34. Лучи и годографы отраженной волны. Вывод уравнения:

Пусть скорость звука возрастает с глубиной по линейному закону:

где c0 – некое неизменное значение скорости звука, измеренное в приповерхностном слое осадков на глубине h0; c1 – на глубине h1. Тогда отношение Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. определять величину вертикального градиента скорости звука в воде. С учетом величина a в выражении будет равна Если разбить градиентный слой на нескончаемое огромное количество тонких слоев, то на границе каждого из их падающий луч испытывает преломление согласно известному закону: Время пробега повдоль луча OMX0 обусловится из выражения Это и Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. есть уравнение годографа отраженной от поверхности слоя волны. Годограф представляет собой гиперболу, минимум которой совпадает с началом координат (x = 0). Таким макаром, годограф охарактеризовывает зависимость времени прихода отраженной (в этом случае) волны от расстояния. Используя приобретенное значение c0, по формулам (IX.11) несложно найти глубину H до слоя. Годограф отраженной волны обладает последующими Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. качествами. 1. Любой из лучей выходит из начала координат, симметричен относительно вертикальной прямой, что проходит через его верхушку. 2. Годографы из хоть какого пт взрыва, отходящие в обратные стороны, симметричны относительно прямой, проходящей через пункт взрыва вертикально. Если эти признаки не соблюдаются, то среда вертикально неоднородна.

21. Отражение звука Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. от границы вода-дно, написать общ. ур-ние. Формула Релея, ее анализ для коэффициента отражения от мягенького и скального грунта:

Полное звуковое поле на границе вода-дно будет иметь вид: f(t – z cosa/c1)+Rf(t – z cosa/c1)=Wt(t – z cosb/c1), R=ρ2c2 cosb - ρ1c Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.1 cosa/ ρ2c2 cosb + +ρ1c1 cosa, W=2ρ1c1 cosa/ ρ2c2 cosb + ρ1c1 cosa Приобретенные ур-ния позволяют опр. коэффициенты отражени и прелом-лемния от границы вода-дно при всех углах падения. Они показы-вают, что эти коэффициенты зави-сят от акустических импедансов среды по обе сороны границы и углов падения и преломления . Для Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. варианта обычного падения воды на границу раздела, когда cosa = cosb =1 , получим известные формулы Релея: R= (ρ2c2 - ρ1c1 )/( ρ2c2 + ρ1c1), W= 2ρ1c1 /(ρ2c2 + ρ1c1) При равенстве акустических жесткостей воды и пород дна (в случае рыхловатого грунта) коэффициент преломления равен: W= (2ρ1c1/ρ2c2)/(1+ ρ1c1/ ρ2c2)≈1, а коэффициент отражения равен нулю Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D., т.е. отражения от такового грунта не будет совершенно. Но коэф. преломления в данном случае равен единице, т.е. волна полность, без искажений и утрат пройдет в грунт, как если б никакой грани-цы не было. Коэф. отражения R приобретает наибольшее значе-ние, равное единице, в случае рез-кого Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. перепада акустических жест-костей на границе раздела вода-дно. Это имеет место, если послед-нее сложено очень плотными по-родами – гранитами и базальтами и др. Аналогичный резкий перепад ρ0c0/ρ1c1 происходит на свободной поверхности моря.

41. Генерация магнитного поля Земли. Полоидальное и тороидальное поле.Если б магнитное поле Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. Земли было неизменным, то вследствие процессов размагничивания со временем следовало бы ждать существенного уменьшения величины магнитного момента, а совместно с ним и напряженности геомагнитного поля. Но исследование естественной остаточной намагниченности горных пород показало, что начиная с силура (около 400 млн. годов назад) дипольный момент не убывал, а безпрерывно рос. Как следует, для поддержания Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. напряженности геомагнитного поля в недрах Земли должен действовать механизм неизменной генерации поля. согласно закону индукции Фарадея, ЭДС по хоть какому замкнутому контуру пропорциональна скорости конфигурации магнитного потока, пронизывающего этот контур. Как следует, величина индуцируемого магнитного поля будет связа­на со скоростью вращения оболочки относительно ядра и соответ­ственно вязкого Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. движения меж ними. Вследствие вращения вытянутые повдоль меридиана магнитные силовые полосы будут растягиваться и накручиваться в широтном направлении. Таким макаром, из полоидального поля Нп появляется тороидальное поле Нт (рис. 32). Полоидальное поле делает дипольную составляющую геомагнитного поля. Непрерывная закрутка тороидального поля ведет к уплотнению магнитных силовых линий и, как следует Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D., усилению дипольного поля. В предстоящем поднимающийся конвекционный вихрь распадается. Распад происходит в приполярных областях ядра. Характеристики поля: непостоянно, дрейфует в западном направлении, обладает способностью к инверсии.

37. Модели изостазии Эри и Пратта.Наблюдения силы тяжести на земной поверхности проявили, что горные массивы притягивают еще слабее, чем следовало бы, если Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. исходить из расчетов притяжения видимыми массами. С другой стороны, впадины океанов должны создавать наименьшие аномалии вследствие недочета масс по сопоставлению с возвышенностями суши. Но и тут оказалось, что наблюдаемые аномалии существенно выше расчетных. Эти факты привели к созданию в конце прошедшего века теории изостазии, которая была изложена практически сразу Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. и независимо друг от друга в 1851 г. английскими геодезистом Праттом и в 1855 г. астрологом Эри. По теории Пратта блоки коры имеют разную плотность и высоту. Чем выше блок, тем меньше его средняя плотность. Компенсация массы разных блоков коры предположительно осуществляется кое-где в мантии на неком уровне Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. Т (рис. 21). Таким макаром, если r1 и r2 – плотности континентального блока, r3 – плотность океанического блока, Н – высота блока над уровнем моря, Р – глубина моря, то, согласно Пратту, имеют место последующие равенства: p1(T+H)=C;

p3(T-P)+1.03P=C, C=const; откуда (p1(T+H))/ (p3(T-P)+1.03P)=1 При Н Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. = 0 найдем постоянную r0Т = С; r0 = 2,67 г/см3, откуда С = = 2,67Т.

С учетом формулы (IV.30) и приобретенного значения для С найдем Т: T=(Hp1)/(2.67-p1).

По догадке Эри земная кора имеет везде схожую плотность, но разную высоту блоков и вроде бы плавает в более томном субстрате (см. рис. 21). Как Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. следует, разность плотности субстрата (магмы) r и плотности земной коры r0 у Эри – величина неизменная r – r0 = Dr. Глубина погружения блока определяется законом Архимеда – более высочайший блок имеет больший корень в магме, чем блок наименее высочайший. Условие равновесия запишется в виде: r0В = rb. Тут В – мощность коры блока Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.; b – глубина погружения его в магму. Отсюда несложно созидать, что b=(p0/p)B. Невзирая на разные предпосылки в схемах Пратта и Эри, математически они не отличаются друг от друга, массы блоков до некой фиктивной границы компенсации Т оказываются равны.

38. Три главных прилива, положение их фронтов.

Представление величины Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. приливного потенциала

в сферической системе координат позволяет разложить его на три лапласовы составляющие, которые получили заглавие зональных, секториальных и тессеральных волн. Рассредотачивание секториальных волн прилива происходит в широтном направлении. Узловые полосы, либо фронт волны, имеют меридиональное простирание – от полюса до полюса. Наибольшая амплитуда прилива достигается на экваторе в полосе Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. шириной от 10° с.ш. до 10° ю.ш. с постепенным уменьшением к полюсам, где функция W воспринимает нулевое значение. Этот прилив вызывает внутреннее трение за счет волн, обрушивающихся на протяженную линию побережий Тихого, Атлантического и Индийского океанов, и несет ответственность за некую часть векового замедления скорости вращения Земли.

Доминирующая секториальная волна Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. обозначается индексом M2 Сразу с волной M2 возникают еще две лунные волны – N2 и L2 с периодами, близкими к периоду доминирующей волны.

Тессеральный прилив имеет более непростой фронт: узловые полосы размещаются по меридиану и экватору. При всем этом максимум волны
достигается на широтах 45° с.ш. и 45° ю Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D..ш. На экваторе и полюсах фун­кция W = 0. Зональный прилив (см. рис. 24) зависит только от широты. Его фронтом являются 35° с.ш. и 35°16ґ ю.ш. Наибольшая амплитуда достигается на полюсах. Так как склонение Луны меняется с периодом 27,321 средних звездных суток, период зонального прилива составляет 14 суток. Зональный прилив определяет сжатие Земли. Тессеральному Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. приливу соответствуют основная фаза М1 и две близкие по периоду волны К1 и О1. Зональный прилив (см. рис. 24) зависит только от широты. Его фронтом являются 35° с.ш. и 35°16ґ ю.ш. Наибольшая амплитуда достигается на полюсах. Так как склонение Луны меняется с периодом 27,321 средних звездных суток, период зонального Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. прилива составляет 14 суток.

36. Циклы Солнечной активности. Число Вольфа.принципиальной чертой Солнца является его повторяющаяся активность, проявляющаяся в возникновении на фотосфере черных пятен, в хромосфере и короне – вспышек, факелов, протуберанцев. Установлена 11-летняя периодичность явления солнечной активности. Более броским показателем солнечной активности является изменение числа черных пятен и их размеров на диске Солнца Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D.. Температура их на 1500 К ниже температуры окружающей фотосферы, поперечник добивается 2 – 50 тыс. км. В рельефе поверхности пятна фиксируются в виде впадин глубиной 700 – 1000 км. Принципиальной чертой пятна является его магнитное поле, напряженность которого добивается огромной величины – 4·105 А/м. Для сопоставления укажем, что напряженность магнитного поля Земли в районе полюсов Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. всего 70 А/м. Время жизни пятен – от нескольких часов до нескольких месяцев. Обычно уровень солнечной активности характеризуется числом Вольфа: W=10g+f где g – число групп пятен; f – общее число всех пятен, видимых на диске Солнца. Солнечная активность оказывает огромное воздействие на климат, погоду, жизнь биосферы Земли. Предпосылки солнечной активности до Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. сего времени являются предметом обсуждений. Есть, по последней мере, две группы гипотез – эндогенные, объясняющие периодичность активности внутризвездными процессами, и экзогенные, связывающие ее с приливным взаимодействием с планетой-гигантом Юпитером.

33. Акустическое давление и кол. скорость плоской волны. Акустический импеданс:

Введение понятия звукового потенциала U позволяет найти ряд принципиальных Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. характеристик плоской волны. Потенциал U в бескрайней среде определяется выражением: Производная потенциала U по времени, умноженная на плотность среды r, охарактеризовывает акустическое давление P плоской волны: Амплитуда акустического давления Pm равна: Производная потенциала U по направлению x определяет колебательную скорость плоской волны: Амплитуда колебательной скорости Vm равна: Величина именуется волновым числом, показывающим Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D., сколько длин волн l укладывается на расстоянии x = 2p, т.е. Сравнивая выражения и, лицезреем, что под знаком синуса стоит одно и то же выражение . Это означает, что в плоской волне акустическое давление P и колебательная скорость V распространяются синфазно. Взяв отношение , получим: ; таким макаром, Приобретенное выражение именуется Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. акустическим сопротивлением (импедансом) среды.

43. Скорость продольных и поперечных волн. Отношение Cp/Cs.через модуль Юнга и модуль сдвига можно найти скорость распространения упругих волн – больших, именуемых продольными волнами ср – и сдвиговых волн, именуемых поперечными волнами – сs: (м/с); (м/с), где r – плотность среды. Существует очень принципиальное Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. соотношение скорости продольных волн к скорости поперечных – ср/сs, которое является, по существу, функцией коэффициента Пуассона: Для осадочных пород, вследствие низкого сопротивления сдвигу рыхловатых отложений, величина ср/сs может достигать огромных значений: ср/сs = 1,4 ¸ 14 и поболее. Для кристаллических магматических и метаморфических пород это соотношение лежит в более узеньких Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. границах: ср/сs = 1,7 ¸ 1,9. Из приведенного видно, что скорость упругих волн в породах зависит приемущественно от их плотности и фактически не находится в зависимости от частоты колебаний. Последняя оказывает сильное воздействие на поглощение волн.

32. Вывод волнового уравнения:Необходимо отыскать уравнение возникающих гармонических колебаний частиц в горной породе. ma=F, где а – ускорение Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D., m – масса частички, Величина U = x охарактеризовывает смещение частиц от некоего положения равновесия. Обозначим массу частички как произведение объема V на плотность r: m = V·r = DxDyDz·r. Если силы действуют повдоль одной оси x, то сумма всех сил F будет равна сумме напряжений sx, действующих Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. на подобающую площадь (объем) S: где S = DxDyDz. В конечном итоге получаем волновое уравнение вида: Тут коэффициент есть не что другое, как квадрат скорости распространения продольной волны в породе сp: Это и есть уравнение распространения упругих гармонических колебаний части среды повдоль координаты x, фронт которых имеет вид плоскости. Отсюда заглавие Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. – уравнение плоских волн.

22. Геометрическая сейсмика. Лучи и годографы рефрагиро-ванной волны:

Рефрагированная волна обр-ся при прохождении луча под границу раз-дела по криволинейной, выпуклой книзу линии движения(рис.62).

Интегральное ур-ние рефрагирова-ного луча:

x=t∫0 sin i/√(1- sin2i) *dz =t∫0pc(z)dz/ √(1- p2c2(z))

Годограф Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. рефрагированной волны:

t=2z∫0dz/ ( c0(z) √(1-p2c2(z)) ).

t=2/c0b arsh xb/2.

рис.62

31. Теория сейсмических волн. Закон Гука. Модуль Юнга, сдвига и коэффициент Пуассона.Деформация породы происходит вследствие смещения атомов, молекул либо ионов узлов кристаллической решетки вещества от положения их равновесия. Внутренние силы взаимодействия меж обозначенными Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. компонентами вещества препятствуют этой деформации и стремятся возвратить смещенные атомы, молекулы либо ионы в положение равновесия. В итоге в породе появляются колебания частиц. Эти колебания распространяются на примыкающие объемы пород и таким макаром происходит образование и распространение упругих колебаний (сейсмических волн) во все стороны от приложенной силы. В Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. качестве такой может выступать землетрясение, ядерные либо обыденные взрывы и тому схожее. Под воздействием наружных сил F горная порода испытывает изменение объема, линейных размеров и формы. Все эти конфигурации именуются деформацией. Появление той либо другой деформации находится в зависимости от величины наружной нагрузки либо нрава внутренних связей меж частичками Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. породы. Если тело испытывает продольное напряжение (сжатие либо растяжение), к примеру, повдоль одной оси x: sx = F/x, то ему соответствует относительная деформация ex. Тогда sx = F/x, либо sx = Eex.

Это закон Гука, согласно которому малым напряжениям в среде соответствуют малые деформации, либо гармонические колебания. В дифференциальной Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. форме закон Гука будет иметь вид: sx = E(¶U/¶x). Тут Е – модуль упругости (модуль Юнга). В сейсмике он представляет собой физическую константу среды: E = rc2, где r – плотность, г/см3, с – скорость упругих волн м/с. Если деформация вызывает касательное напряжение, то она определяется углом сдвига a либо деформацией Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. сдвига d, где , либо : Тут G – модуль сдвига. Это закон Гука для сдвиговых деформаций, либо деформаций формы. Модуль Юнга Е и модуль сдвига G являются основными упругими чертами среды. Их размерность – кг/см2 либо н/м2 (СИ). Для оценки дела меж продольными (DU/U) и поперечными (Dd/d) деформациями вводится коэффициент Элементы земного матнетизма. Опр. пол. векторов T, Z, H, J, D. Пуассона (безразмерная величина): Очень принципиально отметить, что через модуль Юнга и модуль сдвига можно найти скорость распространения упругих волн – больших, именуемых продольными волнами ср – и сдвиговых волн, именуемых поперечными волнами – сs:


elena-gendeleva-kurilova-9-glava.html
elena-ivahnenko-les-trebuet-k-sebe-vdumchivogo-podhoda-administraciya-kostromskoj-oblasti-sekretariat-gubernatora.html
elena-nikolaevna-ershova-davajte-prodolzhim-nashu-rabotu-pervim-vo-vtoroj-chasti-nashego-zasedaniya-imeet-slovo-g-n.html