О КАФЕДРЕ

ЛАБОРАТОРИИ И СОТРУДНИКИ

ОБУЧЕНИЕ

НАУЧНЫЕ КОНТАКТЫ

АРХИВ
Кафедра физики Земли Фмизического Факультета Московского Государственного Университета

Программа обучения
Учебные материалы


Спецкурс "ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЗЕМЛИ" 5 курс, 10 семестр, 48 часов Лектор - профессор Г.И.Петрунин


Введение. Предмет "физика Земли", его место в системе наук о Земле. Специфика объекта и методов исследования. Основные этапы и современная проблематика изучения твердой оболочки Земли.

1. Строение земной коры и ее движения. Основные источники информации. Вклад гравиметрии и сейсмологии в изучение строения и состояния главных поверхностных структур Земли. Изостазия. Понятия литосферы и астеносферы. Строение коры под континентами и океанами. Платформы, горные цепи континентов, рифтовые разломы. Гипотеза Вейнинг-Мейнеса. Океанские равнины, континентальные окраины, срединноокеанические хребты. Интерпретация данных по изучению структуры и состава земной коры. Природа границы Мохоровичича под континентами и океанами (основные гипотезы).

2. Движения земной коры. Горизонтальные и вертикальные движения. Движения геологического прошлого, новейшие, современные. Спектр вертикальных движений. Магматические явления. Вертикальные движения изостатического и неизостатического характера. Модели вертикального движения на платформах. Основные свойства вертикальных движений земной коры (СВДЗК). Парадокс скоростей СВДЗК и его объяснение.

3. Механические модели Земли. Данные гравиметрии. Масса и момент инерции Земли. Средняя плотность. Однородные механические модели Земли и Луны. Вклад сейсмологии. Скоростные разрезы Земли. Пределы плотности. Метод Вильямсона - Адамса. Классическая механическая модель Земли. Вклад Буллена в построение моделей распределения плотности, ускорения свободного падения и давления внутри Земли. Основные оболочки твердой Земли. Собственные колебания Земли. Приливы. Числа Лява. Статистические механические модели. Принципы их построения. Современные параметрические механические модели (РЕМ, PREM). Реологические механические модели. Вязкость астеносферы, нижней мантии и ядра Земли. Диссипативная функция. Распределение добротности в недрах Земли. Физическая интерпретация зон неоднородности в мантии.

4. Электропроводность Земли, принципы построения моделей. Физическая природа электропроводности на различных горизонтах в недрах Земли.

5. Температура и термическая история Земли. Источники информации. Применение феноменологической теории теплопроводности для изучения термической истории Земли. Современная постановка задачи. Проблематика. Метод реперных точек "Магницкого - Жаркова". Верхний и нижний пределы распределения температуры в оболочке Земли (мантии). Оценка температуры планетных недр по методу температурного градиента (адиабатический, нададиабатический и полный градиент).

6. Модели распределения термодинамических параметров в недрах Земли и принципы их построения. Распределение температуры Дебая, коэффициента объемного расширения, теплоемкостей Cv и C? . Модели распределения кондуктивной теплопроводности, температуропроводности и теплового потока в коре и мантии.

7. Вещество Земли в условиях высоких давлений и температур. Экспериментальные данные. Ударное сжатие, фазовые переходы. Уравнения состояния и диаграммы состояния. Природа главных границ внутри Земли. Состав мантии. Структура, состав, состояние земного ядра и его возможная эволюция. Гипотезы образования ядра.

8. Основные гипотезы развития Земли. Гипотезы сжатия и расширения. Гипотезы дифференциации. Мобилистские гипотезы и основные принципы концепции теории тектоники плит. Проблема теплового потока, структуры конвективных ячеек и горячих точек в гипотезах разрастания дна и дрейфа континентов.

Литература:
основная
1. Магницкий В.А. Внутреннее строение и физика Земли, М., "Недра", 1965.
2. Жарков В.Н., Калинин В.А. Физика планетных недр. М., "Наука", 1980.
3. Ботм М. Внутреннее строение Земли., М., "Мир", 1974.
4. Жарков В.Н., Калинин В.А. Уравнение состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах. М., 1968.
5. Браун Д., Массет А. Недоступная Земля. М., "Мир", 1984.
6. Стейси Ф. Физика Земли. М.,"Мир", 1972.
7. Магницкий В.А. Модели Земли. М., "Знание", 1978
8. Петрунин Г.И. Теплофизические характеристики вещества оболочки Земли и кондуктивный теплоперенос в мантии. М., 1996.
дополнительная
1. Земная кора и верхняя мантия. М., "Мир". 1972.
2. Джеффрис Г. Земля, ее происхождение, история и строение. М., "Иностр. Л-ра", 1960.
3. Джекобс Дж. Земное ядро, М., "Мир", 1979.
4. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.,"Недра", 1981.