✖


Jump to content

Геофизика

О журнале см. Геофизика (журнал) .
Не путать с физической географией .

ложное цветное изображение
Возраст морского дна. Большая часть информации о датировке поступает из магнитных аномалий. [1]
Компьютерное моделирование магнитного поля Земли в период нормальной полярности между переполюсовками. [2]

Геофизика ( / ˌ dʒ iː oʊ ˈ f ɪ ɪ z k s / ) — предмет естествознания, изучающий физические процессы и свойства Земли физические и окружающей ее космической среды, а также использование количественных методов для их анализа. Геофизики, которые обычно изучают геофизику, физику или одну из наук о Земле на уровне аспирантуры, проводят исследования в широком спектре научных дисциплин. Термин «геофизика» Земли классически относится к приложениям твердой Земли: форма ; его гравитационное , магнитное и электромагнитное поля ; его внутренняя структура и состав ; его динамика и их поверхностное выражение в тектонике плит , генерации магмы , вулканизме и горных породах. [3] Однако современные геофизические организации и ученые используют более широкое определение, которое включает круговорот воды , включая снег и лед; гидродинамика океанов и атмосферы ; электричество и магнетизм в ионосфере и магнитосфере и солнечно-земная физика ; и аналогичные проблемы, связанные с Луной и другими планетами. [3] [4] [5] [6] [7] [8]

Хотя геофизика была признана отдельной дисциплиной только в XIX веке, ее истоки восходят к древним временам. Первые магнитные компасы были сделаны из магнитов , а более современные магнитные компасы сыграли важную роль в истории мореплавания. Первый сейсмический прибор был построен в 132 году нашей эры. Исаак Ньютон применил свою теорию механики к приливам и прецессии равноденствия ; были разработаны инструменты для измерения формы Земли, плотности и гравитационного поля, а также компонентов круговорота воды. В 20 в. были разработаны геофизические методы дистанционного исследования твёрдой Земли и океана, а геофизика сыграла существенную роль в развитии теории тектоники плит.

Геофизика применяется для удовлетворения социальных потребностей, таких как минеральные ресурсы , смягчение последствий стихийных бедствий и защита окружающей среды . [4] В разведочной геофизике данные геофизических исследований используются для анализа потенциальных нефтяных резервуаров и месторождений полезных ископаемых, определения местонахождения грунтовых вод, поиска археологических реликвий, определения толщины ледников и почв, а также оценки участков для восстановления окружающей среды .

Физические явления [ править ]

Геофизика является очень междисциплинарным предметом, и геофизики вносят вклад во все области наук о Земле , в то время как некоторые геофизики проводят исследования в области планетарных наук . Чтобы дать более четкое представление о том, что представляет собой геофизика, в этом разделе описываются явления, которые изучаются в физике , и то, как они связаны с Землей и ее окружением. Геофизики также исследуют физические процессы и свойства Земли, ее жидких слоев и магнитного поля, а также околоземной среды Солнечной системы , в которую входят другие планетарные тела.

Гравитация [ править ]

Изображение земного шара, сочетающее цвет с топографией.
Карта отклонений гравитации от идеально гладкой, идеализированной Земли.
Основная статья: Гравитация Земли
Дополнительная информация: Физическая геодезия и гравиметрия.

Гравитационное притяжение Луны и Солнца вызывает два прилива и два отлива каждый лунный день или каждые 24 часа 50 минут. Таким образом, между каждым приливом и каждым отливом существует промежуток в 12 часов 25 минут. [9]

Гравитационные силы заставляют камни давить на более глубокие породы, увеличивая их плотность по мере увеличения глубины. [10] Измерения гравитационного ускорения и гравитационного потенциала на поверхности Земли и над ней можно использовать для поиска месторождений полезных ископаемых (см. Гравитационные аномалии и гравиметрия ). [11] Поверхностное гравитационное поле предоставляет информацию о динамике тектонических плит . Геопотенциальная поверхность , называемая геоидом, является одним из определений формы Земли. Геоидом был бы глобальный средний уровень моря, если бы океаны находились в равновесии и могли бы простираться через континенты (например, с помощью очень узких каналов). [12]

Тепловой поток [ править ]

Основная статья: Геотермический градиент
Псевдоцветное изображение в вертикальном профиле.
Модель тепловой конвекции в мантии Земли . Тонкие красные колонны — это мантийные плюмы .

Земля охлаждается, и возникающий в результате тепловой поток генерирует магнитное поле Земли посредством геодинамо и тектоники плит посредством мантийной конвекции . [13] Основными источниками тепла являются: первозданное тепло, возникающее вследствие охлаждения Земли, и радиоактивность в верхней коре планеты. [14] Есть также некоторый вклад от фазовых переходов . Тепло в основном переносится на поверхность за счет тепловой конвекции , хотя существует два тепловых пограничных слоя — граница ядро-мантия и литосфера , — в которых тепло переносится за счет проводимости . [15] Некоторое количество тепла переносится снизу мантии мантийными плюмами . Тепловой поток у поверхности Земли составляет около 4,2 × 10 13 W , и это потенциальный источник геотермальной энергии. [16]

Вибрации [ править ]

Основная статья: Сейсмология
Деформированные блоки с сетками на поверхности.
Иллюстрация деформаций блока объемными волнами и поверхностными волнами (см. Сейсмическая волна )

Сейсмические волны — это вибрации, которые распространяются через недра Земли или вдоль ее поверхности. [17] Вся Земля также может колебаться в формах, которые называются нормальными модами или свободными колебаниями Земли . Движения грунта от волн или нормальных режимов измеряются с помощью сейсмографов . Если волны исходят от локализованного источника, такого как землетрясение или взрыв, для определения местоположения источника можно использовать измерения в нескольких местах. Местоположение землетрясений дает информацию о тектонике плит и мантийной конвекции. [18] [19]

Регистрация сейсмических волн от контролируемых источников дает информацию о регионе, через который проходят волны. Если плотность или состав породы меняется, волны отражаются. Отражения, записанные с помощью Reflection Seismology, могут предоставить обширную информацию о структуре Земли на глубине до нескольких километров и используются для улучшения нашего понимания геологии, а также для разведки нефти и газа. [11] Изменения в направлении движения, называемые рефракцией , можно использовать для вывода о глубинной структуре Земли . [19]

Землетрясения представляют опасность для людей . Понимание их механизмов, которые зависят от типа землетрясения (например, внутриплитное или глубокофокусное ), может привести к более точным оценкам риска землетрясений и усовершенствованию сейсмической инженерии . [20]

Электричество [ править ]

Хотя мы в основном замечаем электричество во время грозы , у поверхности всегда существует нисходящее электрическое поле, составляющее в среднем 120 вольт на метр. [21] По отношению к твердой Земле ионизация атмосферы планеты происходит в результате проникновения в нее галактических космических лучей , которые оставляют на ней чистый положительный заряд. [22] ток силой около 1800 ампер . В глобальной цепи течет [21] Он течет вниз из ионосферы над большей частью Земли и возвращается вверх через грозы. Поток проявляется молниями под облаками и спрайтами вверху.

В геофизических исследованиях используются разнообразные электрические методы. Некоторые измеряют спонтанный потенциал , потенциал, который возникает в земле из-за антропогенных или природных нарушений. Теллурические токи текут на Земле и в океанах. У них есть две причины: электромагнитная индукция изменяющимся во времени геомагнитным полем внешнего происхождения и движение проводящих тел (таких как морская вода) поперек постоянного магнитного поля Земли. [23] Распределение плотности теллурического тока можно использовать для обнаружения изменений удельного электросопротивления подземных сооружений. Геофизики также могут сами обеспечить электрический ток (см. томографию наведенной поляризации и электросопротивления ).

Электромагнитные волны [ править ]

Электромагнитные волны возникают в ионосфере и магнитосфере, а также во внешнем ядре Земли . Считается, что утренний хор вызван высокоэнергетическими электронами, попавшими в радиационный пояс Ван Аллена . Свистящие звуки возникают в результате ударов молний . Шипение может генерироваться обоими. Электромагнитные волны могут также генерироваться землетрясениями (см. Сейсмоэлектромагнетизм ).

В высокопроводящем жидком железе внешнего ядра магнитные поля генерируются электрическими токами посредством электромагнитной индукции. Волны Альвена — это магнитогидродинамические волны в магнитосфере или ядре Земли. В ядре они, вероятно, оказывают незначительное наблюдаемое влияние на магнитное поле Земли, но более медленные волны, такие как магнитные волны Россби, могут быть одним из источников геомагнитных вековых вариаций . [24]

Электромагнитные методы, используемые для геофизических исследований, включают нестационарную электромагнетизм , магнитотеллурику , поверхностный ядерный магнитный резонанс и электромагнитный каротаж морского дна. [25]

Магнетизм [ править ]

Дополнительная информация: Магнитное поле Земли , Аэромагнитная съемка и Палеомагнетизм.

Магнитное поле Земли защищает Землю от смертоносного солнечного ветра и издавна используется для навигации. Оно возникает в жидкостных движениях внешнего ядра. [24] Магнитное поле в верхних слоях атмосферы порождает полярные сияния . [26]

Диаграмма с силовыми линиями, осями и магнитными линиями.
Ось диполя Земли (розовая линия) наклонена от оси вращения (синяя линия).

Поле Земли примерно похоже на наклонный диполь , но оно меняется со временем (феномен, называемый геомагнитной вековой вариацией). В основном геомагнитный полюс остается вблизи географического полюса , но через случайные промежутки времени, в среднем от 440 000 до миллиона лет или около того, полярность поля Земли меняется на противоположную. Эти геомагнитные инверсии , проанализированные в рамках временной шкалы геомагнитной полярности , содержат 184 интервала полярности за последние 83 миллиона лет с изменением частоты с течением времени, при этом самое последнее краткое полное изменение события Лашампа произошло 41 000 лет назад во время последнего ледникового периода. . Геологи наблюдали инверсию геомагнитного поля, зафиксированную в вулканических породах, посредством магнитостратиграфической корреляции (см. естественную остаточную намагниченность ), и ее признак можно увидеть в виде параллельных линейных полос магнитной аномалии на морском дне. Эти полосы предоставляют количественную информацию о расширении морского дна , что является частью тектоники плит. Они составляют основу магнитостратиграфии , которая коррелирует инверсии магнитного поля с другими стратиграфии для построения геологических шкал времени. [27] Кроме того, намагниченность горных пород можно использовать для измерения движения континентов. [24]

Радиоактивность [ править ]

Дополнительная информация: Радиометрическое датирование.
Диаграмма со сложными шарами, обозначающими ядра, и стрелками.
Пример цепочки радиоактивного распада (см. Радиометрическое датирование )

Радиоактивный распад Земли составляет около 80% внутреннего тепла , питая геодинамо и тектонику плит. [28] Основными тепловыделяющими изотопами являются калий-40 , уран-238 , уран-235 и торий-232 . [29] Радиоактивные элементы используются для радиометрического датирования — основного метода установления абсолютной шкалы времени в геохронологии .

Нестабильные изотопы распадаются с предсказуемыми скоростями, а скорости распада различных изотопов охватывают несколько порядков, поэтому радиоактивный распад можно использовать для точной датировки как недавних событий, так и событий прошлых геологических эпох . [30] Радиометрическое картирование с использованием наземной и воздушной гамма-спектрометрии может использоваться для картирования концентрации и распределения радиоизотопов вблизи поверхности Земли, что полезно для картирования литологии и изменений. [31] [32]

Гидродинамика [ править ]

Основная статья: Геофизическая гидродинамика

Движения жидкости происходят в магнитосфере, атмосфере , океане, мантии и ядре. Даже мантия, хотя и обладает огромной вязкостью , течет как жидкость в течение длительных промежутков времени. Этот поток отражается в таких явлениях, как изостазия , послеледниковый отскок и мантийные плюмы . Мантийный поток приводит в движение тектонику плит, а поток в ядре Земли приводит в движение геодинамо. [24]

Геофизическая гидродинамика является основным инструментом в физической океанографии и метеорологии . Вращение Земли оказывает глубокое влияние на динамику земных жидкостей, часто из-за эффекта Кориолиса . В атмосфере оно порождает крупномасштабные закономерности, подобные волнам Россби , и определяет основные закономерности циркуляции штормов. В океане они создают крупномасштабные модели циркуляции, а также волны Кельвина и спирали Экмана на поверхности океана. [33] В ядре Земли циркуляция расплавленного железа структурирована колоннами Тейлора . [24]

Волны и другие явления в магнитосфере можно моделировать с помощью магнитогидродинамики .

Минеральная физика [ править ]

Основная статья: Минеральная физика

Физические свойства минералов необходимо понимать, чтобы сделать вывод о составе недр Земли на основе сейсмологии , геотермического градиента и других источников информации. Физики-минералы изучают упругие свойства минералов; при высоком давлении их фазовые диаграммы , температуры плавления и уравнения состояния при высоком давлении; и реологические свойства горных пород или их способность течь. Деформация горных пород путем ползучести делает возможным течение, хотя за короткое время породы становятся хрупкими. горных На вязкость пород влияют температура и давление, и они, в свою очередь, определяют скорость движения тектонических плит. [10]

Вода – очень сложное вещество, и ее уникальные свойства необходимы для жизни. [34] Его физические свойства формируют гидросферу и являются важной частью круговорота воды и климата . Его термодинамические свойства определяют испарение и температурный градиент в атмосфере . Многие типы осадков включают в себя сложную смесь процессов, таких как слияние , переохлаждение и пересыщение . [35] Некоторая часть осажденной воды становится грунтовой водой , а поток грунтовых вод включает в себя такие явления, как просачивание , а проводимость воды делает электрические и электромагнитные методы полезными для отслеживания потока грунтовых вод. Физические свойства воды, такие как соленость, оказывают большое влияние на ее движение в океанах. [33]

Многие фазы льда образуют криосферу и имеют такие формы, как ледяные щиты , ледники , морской лед , пресноводный лед, снег и мерзлый грунт (или вечная мерзлота ). [36]

Регионы Земли [ править ]

Размер и форма Земли [ править ]

Вопреки распространенному мнению, Земля не полностью сферическая, а обычно имеет форму эллипсоида, что является результатом центробежных сил, которые планета генерирует из-за своего постоянного движения. [37] Эти силы заставляют диаметр планеты выпучиваться к экватору , что приводит к форме эллипсоида . [37] Форма Земли постоянно меняется, и различные факторы, включая изостатический отскок ледников (таяние больших ледниковых щитов, вызывающее отскок земной коры из-за сброса давления [38] ), геологические особенности, такие как горы или океанские впадины , динамика тектонических плит и стихийные бедствия , могут еще больше исказить форму планеты. [37]

Структура интерьера [ править ]

Основная статья: Структура Земли
Диаграмма с концентрическими оболочками и изогнутыми путями.
Сейсмические скорости и границы в недрах Земли , отобранные сейсмическими волнами

Данные сейсмологии , теплового потока на поверхности и физики минералов объединяются с массой Земли и моментом инерции для построения моделей недр Земли – ее состава, плотности, температуры и давления. Земли Например, средний удельный вес ( 5,515 ) намного выше, чем типичный удельный вес горных пород на поверхности ( 2,7–3,3 ), а это означает, что чем глубже материал, тем плотнее. Об этом также говорит его низкий момент инерции ( 0,33 MR). 2 , по сравнению с 0,4 MR 2 для сферы постоянной плотности). Однако некоторая часть увеличения плотности связана с сжатием под огромным давлением внутри Земли. Влияние давления можно рассчитать с помощью уравнения Адамса – Вильямсона . Вывод состоит в том, что одно только давление не может объяснить увеличение плотности. Вместо этого мы знаем, что ядро ​​Земли состоит из сплава железа и других минералов. [10]

нет S-волн Реконструкции сейсмических волн в глубоких недрах Земли показывают, что во внешнем ядре . Это указывает на то, что внешнее ядро ​​является жидким, поскольку жидкости не могут выдерживать сдвиг. Внешнее ядро ​​жидкое, и движение этой высокопроводящей жидкости создает поле Земли. Однако внутреннее ядро ​​Земли твердое из-за огромного давления. [12]

Реконструкция сейсмических отражений в глубоких недрах указывает на некоторые серьезные разрывы в сейсмических скоростях, которые разграничивают основные зоны Земли: внутреннее ядро , внешнее ядро , мантию, литосферу и кору . Сама мантия разделена на верхнюю мантию , переходную зону, нижнюю мантию и D'' слой . Между корой и мантией находится разрыв Мохоровичича . [12]

Сейсмическая модель Земли сама по себе не определяет состав слоев. Для полной модели Земли необходима физика минералов, чтобы интерпретировать сейсмические скорости с точки зрения состава. Свойства минерала зависят от температуры, поэтому геотерму необходимо также определить . Для этого необходима физическая теория теплопроводности и конвекции , а также теплового вклада радиоактивных элементов . Основной моделью радиального строения недр Земли является предварительная эталонная модель Земли (PREM). Некоторые части этой модели были обновлены недавними открытиями в области физики минералов (см. постперовскит ) и дополнены данными сейсмической томографии . Мантия в основном состоит из силикатов , а границы между слоями мантии соответствуют фазовым переходам. [10]

Мантия действует как твердое тело для сейсмических волн, но под высоким давлением и температурой она деформируется так, что в течение миллионов лет ведет себя как жидкость. Это делает возможной тектонику плит .

Магнитосфера [ править ]

Основная статья: Магнитосфера
Диаграмма с цветными поверхностями и линиями.
Схема магнитосферы Земли. Солнечный ветер течет слева направо.

планеты Если магнитное поле достаточно сильное, его взаимодействие с солнечным ветром образует магнитосферу. Первые космические зонды нанесли на карту общие размеры магнитного поля Земли, которое простирается примерно на 10 земных радиусов в сторону Солнца. Солнечный ветер, поток заряженных частиц, вырывается наружу и вокруг земного магнитного поля и продолжается за магнитным хвостом , на сотни радиусов Земли вниз по течению. Внутри магнитосферы существуют относительно плотные области частиц солнечного ветра, называемые радиационными поясами Ван Аллена. [26]

Методы [ править ]

Геодезия [ править ]

Основная статья: Геодезия

Геофизические измерения обычно проводятся в определенное время и в определенном месте. Точные измерения положения, а также деформации земли и гравитации являются прерогативой геодезии . Хотя геодезия и геофизика являются отдельными областями, они настолько тесно связаны между собой, что многие научные организации, такие как Американский геофизический союз , Канадский геофизический союз и Международный союз геодезии и геофизики, охватывают обе. [39]

Абсолютные позиции чаще всего определяются с помощью системы глобального позиционирования (GPS). Трехмерное положение рассчитывается с использованием сообщений от четырех или более видимых спутников и соотносится с Геодезической справочной системой 1980 года . Альтернативная оптическая астрономия объединяет астрономические координаты и местный вектор гравитации для получения геодезических координат. Этот метод определяет положение только в двух координатах, и его сложнее использовать, чем GPS. Однако он полезен для измерения движений Земли, таких как нутация и чандлеровское колебание . Относительные положения двух или более точек можно определить с помощью интерферометрии со очень длинной базой . [39] [40] [41]

Измерения гравитации стали частью геодезии, поскольку они были необходимы для привязки измерений на поверхности Земли к базовой системе координат. Измерения силы тяжести на суше можно проводить с помощью гравиметров, установленных либо на поверхности, либо во время пролетов вертолетов. С 1960-х годов гравитационное поле Земли измеряется путем анализа движения спутников. Уровень моря также может быть измерен с помощью спутников с использованием радиолокационной альтиметрии , что способствует получению более точного геоида . [39] В 2002 году НАСА запустило эксперимент по восстановлению гравитации и климата (GRACE), в ходе которого два спутника- близнеца картируют изменения гравитационного поля Земли, выполняя измерения расстояния между двумя спутниками с помощью GPS и системы микроволнового измерения дальности. Изменения гравитации, обнаруженные GRACE, включают изменения, вызванные изменениями океанских течений; сток и истощение грунтовых вод; таяние ледниковых покровов и ледников. [42]

Спутники и космические зонды [ править ]

Спутники в космосе позволили собирать данные не только в видимой области света, но и в других областях электромагнитного спектра . Планеты можно охарактеризовать своими силовыми полями: гравитацией и магнитными полями , которые изучаются с помощью геофизики и космической физики.

Измерение изменений ускорения, испытываемого космическими аппаратами на орбите, позволило составить карту мелких деталей гравитационных полей планет. Например, в 1970-х годах возмущения гравитационного поля над лунными морями были измерены с помощью лунных орбитальных аппаратов , что привело к открытию концентраций массы, масконов , под Имбриум , Серенитатис , Крисиум , Нектарис и Гуморум . бассейнами [43]

Системы глобального позиционирования (GPS) и географические информационные системы ГИС ) (

Дополнительная информация: ГИС.

Поскольку геофизика занимается формой Земли и, в более широком смысле, картографированием объектов вокруг и на планете, геофизические измерения включают высокоточные измерения GPS. Эти измерения обрабатываются для повышения их точности посредством дифференциальной обработки GPS. После обработки и инвертирования геофизических измерений интерпретированные результаты отображаются с использованием ГИС. Такие программы, как ArcGIS и Geosoft, были созданы для удовлетворения этих потребностей и включают множество встроенных геофизических функций, таких как продолжение вверх и расчет производной измерения , такой как первая вертикальная производная. [11] [44] Многие геофизические компании разработали собственные геофизические программы, предшествующие ArcGIS и GeoSoft, чтобы удовлетворить требования к визуализации набора геофизических данных.

Дистанционное зондирование [ править ]

Основная статья: Дистанционное зондирование

Разведочная геофизика — это раздел прикладной геофизики, который включает разработку и использование различных сейсмических или электромагнитных методов, целью которых является исследование различных энергетических, минеральных и водных ресурсов. [45] Это делается за счет использования различных платформ дистанционного зондирования , таких как; спутники , самолеты , лодки , дроны , скважинное зондирующее оборудование и сейсмические приемники . Это оборудование часто используется в сочетании с различными геофизическими методами, такими как магнитные , гравиметрические , электромагнитные , радиометрические , барометрические методы, для сбора данных. Платформы дистанционного зондирования, используемые в разведочной геофизике, несовершенны и нуждаются в корректировке, чтобы точно учитывать влияние, которое сама платформа может оказывать на собранные данные. Например, при сборе аэромагнитных данных (магнитные данные, собранные самолетом) с использованием обычного самолета с неподвижным крылом платформу необходимо настроить с учетом электромагнитных токов, которые она может генерировать при прохождении через магнитное поле Земли . [11] Существуют также поправки, связанные с изменениями измеренной напряженности потенциального поля при вращении Земли, при вращении Земли вокруг Солнца и при вращении Луны вокруг Земли. [11] [44]

Обработка сигналов [ править ]

Основная статья: Обработка сигналов

Геофизические измерения часто записываются в виде временных рядов с указанием местоположения GPS . Обработка сигналов включает в себя коррекцию данных временных рядов на предмет нежелательных шумов или ошибок, вносимых измерительной платформой, таких как вибрации самолета в гравитационных данных. Это также предполагает уменьшение источников шума, таких как суточные поправки в магнитных данных. [11] [44] В сейсмических данных, электромагнитных данных и гравиметрических данных обработка продолжается после исправления ошибок, чтобы включить вычислительную геофизику , которая приводит к окончательной интерпретации геофизических данных в геологическую интерпретацию геофизических измерений. [11] [44]

История [ править ]

Основная статья: История геофизики

Геофизика как отдельная дисциплина возникла только в XIX веке на стыке физической географии , геологии , астрономии , метеорологии и физики. [46] [47] Первое известное использование слова «геофизика» было на немецком языке («Геофизика») Юлиусом Фребелем в 1834 году. [48] Однако многие геофизические явления, такие как магнитное поле Земли и землетрясения, исследовались еще с древней эпохи .

Древние и классические эпохи [ править ]

Изображение богато украшенного устройства в форме урны с носиками в форме драконов.
Реплика сейсмоскопа Чжан Хэна , возможно, первый вклад в сейсмологию.

Магнитный компас существовал в Китае еще в четвертом веке до нашей эры. Его использовали как для фэн-шуй, так и для навигации по суше. Только когда были изобретены хорошие стальные иглы, компасы стали использовать для навигации на море; до этого они не могли сохранять свой магнетизм достаточно долго, чтобы быть полезными. Первое упоминание о компасе в Европе относится к 1190 году нашей эры. [49]

Примерно в 240 году до нашей эры Эратосфен Киренский пришел к выводу, что Земля круглая, и измерил ее окружность . с большой точностью [50] Он разработал систему широты и долготы . [51]

Возможно, самым ранним вкладом в сейсмологию было изобретение сейсмоскопа плодовитым изобретателем Чжан Хэном в 132 году нашей эры. [52] Этот инструмент был разработан для того, чтобы бросать бронзовый шар из пасти дракона в пасть жабы. Посмотрев, у какой из восьми жаб был мяч, можно было определить направление землетрясения. опубликовал в Европе первый проект сейсмоскопа Прошел 1571 год, прежде чем Жан де ла Отфей . Он так и не был построен. [53]

Истоки современной науки [ править ]

В 17 веке произошли важные вехи, положившие начало современной науке. В 1600 году Уильям Гилберт выпустил публикацию под названием «De Magnete» (1600), в которой он провел серию экспериментов как с природными магнитами (так называемыми «магнитными камнями »), так и с искусственно намагниченным железом. [54] Его эксперименты привели к наблюдениям с использованием небольшой стрелки компаса ( версориум ), которая воспроизводила магнитное поведение при воздействии сферического магнита, а также испытывала « магнитные провалы », когда ее поворачивали вокруг горизонтальной оси. [54] Результаты исследования привели к выводу, что компас указывает на север, поскольку сама Земля является гигантским магнитом. [54]

В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал свою работу под названием «Начала» , которая сыграла решающую роль в развитии современных научных областей, таких как астрономия и физика . [55] В ней Ньютон заложил основы классической механики и гравитации , а также объяснил различные геофизические явления, такие как прецессия равноденствия (орбита целых звездных узоров вдоль оси эклиптики). [56] ). Теория гравитации Ньютона имела такой большой успех, что это привело к изменению основной цели физики той эпохи - разгадать фундаментальные силы природы и их характеристики в законах. [55]

Первый сейсмометр , прибор, способный вести непрерывную регистрацию сейсмической активности, был построен Джеймсом Форбсом в 1844 году. [53]

См. также [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Мюллер, Р. Дитмар; Сдролиас, Мария; Гайна, Кармен; Руст, Уолтер Р. (апрель 2008 г.). «Возраст, скорость распространения и асимметрия распространения коры мирового океана» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 9 (4): Q04006. Бибкод : 2008GGG.....9.4006M . дои : 10.1029/2007GC001743 . S2CID   15960331 .
  2. ^ «Непостоянное магнитное поле Земли» . наука @ НАСА . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 29 декабря 2003 года . Проверено 13 ноября 2018 г.
  3. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Шериф 1991 г.
  4. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б МСГГ 2011
  5. ^ АГУ 2011 г.
  6. ^ Гутенберг, Б., 1929, Учебник геофизики. Лейпциг. Берлин (братья Борнтрегер).
  7. ^ Ранкорн, С.К. (главный редактор), 1967, Международный геофизический словарь:. Пергамон, Оксфорд, 2 тома, 1728 стр., 730 рис.
  8. ^ Геофизика, 1970, Британская энциклопедия, Том 10, стр. 10. 202-202
  9. ^ Росс 1995 , стр. 236–242.
  10. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Пуарье 2000
  11. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г Телфорд, Гелдарт и Шериф, 1990 г.
  12. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Лоури 2004 г.
  13. ^ Дэвис 2001
  14. ^ «Что такое «тепловой поток»?» . www.smu.edu . Проверено 18 февраля 2024 г.
  15. ^ Фаулер 2005
  16. ^ Поллак, Хертер и Джонсон, 1993 г.
  17. ^ «Сейсмическая волна | Внутренняя структура и движение Земли | Британника» . www.britanica.com . 12 января 2024 г. Проверено 18 февраля 2024 г.
  18. ^ Ширер, Питер М. (2009). Введение в сейсмологию (2-е изд.). Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521708425 .
  19. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Штейн и Висессион 2003 г.
  20. ^ Бозоргния и Бертеро, 2004 г.
  21. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Харрисон и Карслоу, 2003 г.
  22. ^ Николл, Кери (апрель 2016 г.). «Электрическая атмосфера Земли» (PDF) . сайт metlink.org . Проверено 18 февраля 2024 г.
  23. ^ Ланцеротти и Грегори 1986
  24. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Меррилл, МакЭлхинни и Макфадден, 1998 г.
  25. ^ Стефан, Сэнсон (2017). Электромагнитный каротаж морского дна: новый инструмент для геологов . Спрингер. ISBN  978-3-319-45355-2 .
  26. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кивельсон и Рассел, 1995 г.
  27. ^ Опдайк и Чаннел, 1996 г.
  28. ^ Тюркотт и Шуберт, 2002 г.
  29. ^ Сандерс 2003
  30. ^ Ренне, Людвиг и Карнер 2000
  31. ^ «Радиометрика» . Геонауки Австралии . Содружество Австралии. 15 мая 2014 года . Проверено 23 июня 2014 г.
  32. ^ «Интерпретация радиометрии» . Управление природными ресурсами . Министерство сельского хозяйства и продовольствия правительства Западной Австралии. Архивировано из оригинала 21 марта 2012 года . Проверено 23 июня 2014 г.
  33. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Педлоский 1987 г.
  34. ^ Садава и др. 2009 год
  35. ^ Сирватка 2003 г.
  36. ^ КФГ 2011
  37. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Земля круглая?» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 18 февраля 2024 г.
  38. ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. «Что такое ледниковая изостатическая корректировка?» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 18 февраля 2024 г.
  39. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Национальный исследовательский совет (США). Комитет по геодезии 1985 г.
  40. ^ Агентство оборонных карт, 1984 г.
  41. ^ Торге 2001
  42. ^ КСО 2011
  43. ^ Мюллер и Шегрен, 1968 г.
  44. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Рейнольдс 2011
  45. ^ «Энергетические науки о Земле» . Школа геологических наук Джексона . Проверено 18 февраля 2024 г.
  46. ^ Харди и Гудман, 2005 г.
  47. ^ Шредер, В. (2010). «История геофизики». Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica . 45 (2): 253–261. дои : 10.1556/AGeod.45.2010.2.9 . S2CID   122239663 .
  48. ^ Варга, П. (2009). «Общие корни современной сейсмологии и исследований земных приливов. Исторический обзор» . Журнал геодинамики . 48 (3–5): 241–246. Бибкод : 2009JGeo...48..241В . дои : 10.1016/j.jog.2009.09.032 . S2CID   129513373 .
  49. ^ Темпл 2006 , стр. 162–166.
  50. ^ Руссо, Лусио (2004). Забытая революция . Берлин: Шпрингер. п. 273 –277.
  51. ^ Эратосфен 2010
  52. ^ Храм 2006 , стр. 177–181.
  53. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Дьюи и Байерли, 1969 г.
  54. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Рецензия на «Де Магнете» » . pwg.gsfc.nasa.gov . Проверено 18 февраля 2024 г.
  55. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Смит, Джордж (2008), «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» Ньютона , в Залте, Эдвард Н. (ред.), Стэнфордская энциклопедия философии (изд. зимы 2008 г.), Лаборатория метафизических исследований, Стэнфордский университет , получено 18 февраля 2024 г.
  56. ^ Институт физики (18 февраля 2024 г.). «Прецессия равноденствий» . Проверено 18 февраля 2024 г.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме геофизики .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geophysics&oldid=1225777936"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b714142f52509418c385d78b45bdacd5__1716732660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b7/d5/b714142f52509418c385d78b45bdacd5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Geophysics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)