ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ

1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

3. ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

4. ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

Каширо Маргарита Александровна,к.г.н., доцент кафедры географии,mkashiro@yandex.ru

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ Особые формы материи, удерживающие гидросферу и атмосферу, поддерживающие процессы энергопереноса, необходимые для существования жизни на Земле, а также обеспечивающие связь в Земле макрообъемов массивов горных пород в единые системы геологических тел.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИСКУССТВЕННЫЕ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы.

• Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения. При этом движение электрических зарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля. Конвективные или турбулентные движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в стационарном состоянии (динамо-эффект).

МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСА ЗЕМЛИ - точки в которых магнитное поле земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности)

По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост. Магнитное поле приобретает несимметричную форму с протяжённым шлейфом на ночной стороне Земли.

РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ

1 – внешний радиационный пояс Земли (высота до 40 000 км). 2 – внутренний радиационный пояс (высота до 30 000 км). 3 – магнитные силовые линии. 4– третий радиационный пояс обнаружен со спутников и образован межгалактическими космическими лучами (МГКЛ).

ПАРАМЕТРЫ МАГНИТНОГО ПОЛЯ• магнитное склонение,• магнитное наклонение,• напряженность.

НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ • Средняя напряжённость поля на поверхности Земли составляет около

0,5 эрстед (40 А/м) • Напряжённость магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э• У магнитных полюсов напряженность около 0,66 э. • В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий)

напряжённость резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЮСОВ

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ :

• магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц.

• магнитное поле действует на химические процессы как катализатор, ускоряя процессы, в т.ч. на активизацию метаболических и ферментативных реакций в клетках.

• магнитное поле активно воздействует на растения, обеспечивая лучшее усвоение микроэлементов, увеличение зеленой массы и зерновой массы.

• повышение напряженности геомагнитного поля Земли приводит к активизации вирусов и бактерий

• воздействие магнитного поля на животных и человека благоприятно сказывается на их здоровье

КУРСКАЯ МАГНИТНАЯ АНОМАЛИЯ – САМЫЙ БОЛЬШОЙ В МИРЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫЙ БАССЕЙН

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

• Внутренняя сфера - поверхность Земли - заряжена отрицательно,

• Внешняя сфера – ионосфера (где содержится 500-1000 легких ионов) заряжена положительно.

• Изолятором (диэлектриком) служит плохо проводящая в ясную погоду воздушная среда - атмосфера Земли.

ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ МЕЖДУ ИОНОСФЕРОЙ И ЗЕМЛЕЙ ПОСТОЯННО ПРОТЕКАЕТ ТОК, ВЕЛИЧИНА КОТОРОГО ДОСТИГАЕТ 2000 А (АМПЕР)

Напряженность электрического поля распределяется очень неравномерно по высоте:• она максимальна у поверхности Земли и составляет примерно 150 В/м,• с высотой напряженность электрического поля уменьшается,• наибольших значений напряженность достигает в средних широтах, при

перемещении к полюсам и экватору снижается.

ПРОЯВЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА СТИМУЛИРУЮТСЯ ТАКИМИ ФАКТОРАМИ КАК• облака, • осадки, • метели, • туманы,• пыльные бури, • извержения вулканов, • выбросы промышленных предприятий.

ПРОЯВЛЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

• линейные молнии,• шаровые молнии, • огни Святого Эльма

ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ -силовое поле, обусловленное силой тяжести и центробежной силой, которая возникает вследствие суточного вращения Земли; незначительно зависит также от притяжения Луны и Солнца и других небесных тел и масс земной атмосферы. Так при приближении к экватору сила тяжести незначительно уменьшается (по этой причине запуски ракет и спутников в космос производят в высоких широтах).

ОСНОВНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ ЕГО НАПРЯЖЕННОСТЬ ИЛИ УСКОРЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

Напряженность гравитационного поля является равнодействующей между силой притяжения Земли и центробежной силой вращения Земли вокруг оси.

Единицей измерения является гал – ускорение в 1 см/с2.

Среднее ускорение силы тяжести на уровне моря равно 981 гал, или 981 см/сек2.

В связи с вращением Земли и ее сфероидальностью ускорение силы тяжести уменьшается от полюса к экватору. На полюсе оно равно 983 гал, на экваторе 978 гал.

На основании закона всемирного тяготения сила тяжести с высотой (с удалением от центра тяготения) уменьшается. С глубиной она сначала увеличивается до 1037 гал у границы ядра, а затем уменьшается до нуля в центре Земли.

ВЛИЯНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ• Гравитационное поле Земли является главной причиной, определяющей ее фигуру,

строение, наличие и толщину земной атмосферы, высоту гор и глубину впадин, скорость движения воды, воздуха, перемещения рыхлых горных пород, характер залегания полезных ископаемых, развитие органической жизни и т. д.

• Гравитационное поле Земли является первопричиной круговорота вещества в литосфере, атмосфере и гидросфере.

• Гравитационное поле влияет также на величину первой и второй космической скоростей, на форму орбит искусственных спутников Земли, на величину приливов и отливов.

• Для жизни Земли большое значение имеет взаимодействие гравитационного поля Земли с гравитационными полями Луны, Солнца, планет и Галактики в целом. Такие взаимодействия не ограничиваются только движениями Земли в мировом пространстве, но имеют более глубокие не вполне еще ясные влияния на геологическую историю и географические процессы.

АНОМАЛИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ — ВЫЯВЛЯЮТСЯ ПРИ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕГравиразведка применяется для решения широкого круга задач, связанных с исследованием глубинного строения Земли, по крайней мере, верхней мантии и земной коры, с региональным тектоническим районированием суши и океанов, поисково-разведочными работами на многие полезные ископаемые, изучением геологической среды. Так же гравиразведка применяется для поисков и разведки нефтяных структур, угольных бассейнов, рудных и нерудных полезных ископаемых.

ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ ФОРМИРУЕТСЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ СЛЕДУЮЩИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА:

• Солнечной энергии (1025),• Геотермической энергии (1021), • Механической энергии океанических приливов и

связанного с ними замедлением суточного вращения Земли (3*1019)

• Тепла, выделяемого при извержении вулканов и землетрясений (2,5*1018 и 1018 соответственно).

Температура земной поверхности на 99,5 % определяется потоком солнечного излучения, однако очень малая часть энергии проникает вглубь планеты. На глубинах 10-30 м роль Солнца становится ничтожной, поэтому изменение температуры в годовом ходе отсутствует.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ: • Геотермический градиент – величина изменения температуры при

перемещении вглубь Земли на 100 м. • Геотермическая ступень – глубина на которую нужно опуститься от

исходной, чтобы температура недр возросла на 10. • Средние по планете значения составляют 30С/100 м и 33 м.

ГЕОТЕРМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЗАВИСЯТ НЕ ОТ КЛИМАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА А ОТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ МЕСТНОСТИ

В некоторых районах Южной Африки, где сосредоточены мощные скальные породы геотермическая ступень достигает 110 м.

В районах геотермальных источников геотермическая ступень составляет всего 1,5 м

ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НЕОБХОДИМО ДЛЯ

• оконтуривания многолетнемерзлых и талых горных пород с различными тепловыми свойствами;

• изучения динамики подземных вод;• прогноза приближения забоя выработок обводненным зонам

и решения других задач.