Строение Земли по сейсмическим данным

РАЗДЕЛ II. ПРАКТИКУМ

11.ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

К СОДЕРЖАНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА

Земля как космическое тело

1.1.Периодичность накопления органических осадков в седиментационном бассейне составляет 200 тыс. лет. С каким космическим периодом это согласуется?

1.2.Средняя скорость движения Земли по орбите составляет 29,8 км/с. Какую скорость (большую или меньшую) она имеет в перигелии (3 января)?

1.3.Какие из планет Солнечной системы оказывают наибольшее гравитационное воздействие на Землю? Какой закон Вы использовали при ответе?

1.4.Плотность (в г/см3) вещества планет Меркурия, Земли и Юпитера составляет 5.4; 1.34; 5.5. Какую из них имеет Юпитер?

1.5.Земля вращается вокруг собственной оси с запада на восток. В каком направлении она обращается вокруг Солнца?

1.6.Радиус эклиптики (размер орбиты последней планеты Солнечной системы Плутона) равен 40 а.е. (астрономическим единицам). Во сколько раз размер орбиты Плутона больше размера орбиты Земли?

1.7.Масса планеты в 10 раз меньше массы Земли. Это Марс или Сатурн?

1.8.Расстояние планеты до Солнца увеличилось. Увеличилась или уменьшилась скорость обращения планеты по орбите?

Физические свойства вещества Земли как показатель его фазового состояния

2.1.Какой вид деформаций вызывает в горных породах давление?

2.2.Чему равен модуль сдвига вещества, слагающего внешнее ядро Земли, если оно жидкое?

2.3.Определите относительное уменьшение объёма и увеличение плот-

ности оливина на глубине 19 км, если давление на этой глубине составляет 5·108 Па (модуль объёмной упругости оливина – 1.27·1011Па).

2.4.Приведите примеры проявления у горных пород (литосферы) пластичных свойств.

Гравитационное поле и фигура Земли

3.1.Изменяются ли значения гравитационного потенциала на поверхности озера, океана?

3.2.Где мощность земной коры больше – подЗападно-Сибирскойнизменностью или Гималаями?

3.3.Давление на глубине 1600 км составляет 67·109 Па. На сколько увеличится давление на глубине 1700 км, если плотность мантии на этом

интервале равна 4.9·103 кг/м3 (g 10м/с2)?

3.4. В случае модели Земли с твёрдым ядром рассчитанное число Лява k* равно 0,243, а модели с жидким ядром – 0.302. Какая из моделей в большей мере соответствует реальной Земле и почему?

3.6. Ускорение силы тяжести равно градиенту гравитационного потенциала. Градиенту ещё какой физической величины равняется ускорение силы тяжести, если Земля находится в гидростатическом равновесии?

3.7.Ускорение силы тяжести равно 9.782 м/с2. Чему равна напряжённость гравитационного поля?

3.8.В чём проявляется изостатическое равновесие?

3.9.Время установления изостатического равновесия – 1000 лет. Можно ли определить вязкость астеносферы?

3.10.Почему Земля в своём вращении замедляется?

3.11.К какой поверхности приближают Землю поверхностные процессы разрушения и эрозии?

3.12.Назовите геологические процессы, вызываемые гравитационным полем Земли.

3.13.Как изменяется гравитационный потенциал на поверхности гео-

ида?

3.14.Назовите признаки отклонения Земли от гидростатического равновесия.

3.15.Что такое динамическое сжатие Земли?

Сейсмичность Земли

4.1.Продольные и поперечные сейсмические волны ещё называют первичными (P) и вторичными (S). Почему?

4.2.В районе встречаются землетрясения с глубиной очага до 700 км. Какая здесь мощность литосферы?

4.3.Магнитуда землетрясения равна 8. Оцените упругую энергию землетрясения.

4.4.При землетрясении на сейсмостанции зафиксировано первое колебание почвы вверх. Пришла волна сжатия или растяжения?

4.5.При удалении от эпицентра землетрясения сейсмостанции зафиксировали смену первоприхода волн сжатия волнами растяжения. Сжимающими или растягивающими силами вызвано землетрясение?

4.6.Какие сейсмические данные указывают на то, что литосфера делится на плиты?

4.7.Покажите на рис. 4.3 границы крупных литосферных плит (Африканской, Индийской, Тихоокеанской и Антарктической).

4.8.Какие сейсмические данные указывают на близкое расположение астеносферы в осевых частях срединно-океаническиххребтов?

Строение Земли по сейсмическим данным

5.1.Как по сейсмическим данным определяют плотность недр Земли?

5.2.Почему по сейсмическим данным можно судить о составе недр Земли?

5.3.Какие сейсмические данные указывают на то, что ядро Земли преимущественно железное?

5.4.Что такое «зона тени» и почему она образуется?

5.5.Покажите на рис. 5.3. сейсмические границы состава и фазового перехода.

5.6.Что представляет собой граница верхней и нижней мантии в классической модели внутреннего строения Земли?

Геотермический режим

6.1. Какой из радиоактивных элементов – уран, торий (с продуктами их распада) или калий-40вносит наибольший вклад в радиогенную энергию Земли?

6.2.Через какое время (оцените приближённо) радиогенного тепла в Земле будет выделяться в 2 раза меньше?

6.3.Достаточно ли энергии гравитационной дифференциации Земли для покрытия её расходов на тектоно-магматическуюдеятельность и излучение тепла в космическое пространство?

6.4.Какой вид энергии, выделяемой Землёй, преобладал в начальный период её жизни (более 4 млрд. лет назад)? Преобладает в настоящее время?

6.5.Какая часть энергии приливного торможения выделилась за время жизни Земли, если скорость её вращения уменьшилась в 2 раза?

6.6.Из сравнения карт теплового потока (рис. 6.2) и размещения эпицентров землетрясений (рис. 4.3) определите, к каким границам приурочены положительные аномалии теплового потока?

6.7.Тепловой поток в точке поверхности Земли составляет 0.071 Вт/м2. Какой тепловой поток поступает с поверхности мантии, если коэффициент теплопроводности пород земной коры здесь составляет в среднем

2.5Вт/(мК), а её мощность -–40км? Температурный градиент – 2о/100 м.

6.8.Почему недра Земли в целом не расплавлены, хотя температуры их превышают 1000 – 2500 оС?