Geum.ru

Н. Г. Чернышевского рабочая программа

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Программа дисциплины “физика земли”
2. Тематический план учебной дисциплины.
Подобный материал:

Федеральное агенство по образованию




САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА



Дисциплины


«ФИЗИКА ЗЕМЛИ»


для студентов,

обучающихся по специальности 011200 - геофизика


Саратов,2005 г.


Составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшей школы по специальности 011200 «Геофизика».


Одобрено: Утверждаю:

Председатель учебно-методической Начальник учебного

комиссии, доцент управления СГУ

_______________ /Коробова Л. А./ _______________


«___»__________2005 г. «___»__________2005 г.


Зав. кафедрой геофизики,

профессор ……………………………………………….. / Конценебин Ю. П./


Автор:

доцент ………………………………………………………/ Волкова Е.Н./


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ “ФИЗИКА ЗЕМЛИ”


1. Пояснительная записка.


Цели и задачи курса.

Целью изучения курса является ознакомление будущего специалиста-геофизика с современными данными о строение земли, физических свойствах, составе и состоянии глубоких недр Земли для формирования научных представлений о происхождении, строении, геологической истории Земли, об общих закономерностях, определяющих, химический состав и физическое строение вещества земной коры и планет земной группы. Задачи изучения дисциплины состоят в освоении студентами в процессе прослушивания базовых идей, концепций и моделей, в том числе нелинейных, строения Земли и ее оболочек. В результате изучения курса студент должен иметь представление о физических моделях Земли (температурных, скоростных, плотностных, упруго-вязких, электрических, магнитных, гравитационных) и их изменение во времени, строение, составе и состояние земной коры океанов и континентов, мантии и ядра Земли. и понимать принципы формирования и эволюции геологических объектов и их пространственное строение. Студент должен уметь привлекать полученные знания для правильного понимания геодинамических и геотектонических концепций и оценки влияния антропогенного воздействия на геологическую среду


2. Тематический план учебной дисциплины.


Наименование разделов по темам.
Максимальная учебная нагрузка студента (час)
Количество аудиторных часов при очной форме обучения
Самостоя-тельная работа студентов.

Всего
Лекцион

ная нагрузка
Лабора-торные и практические занятия
Семинарские занятия

1
2
3
4
5
6
7

Вводная лекция
2



2









Раздел 1.
8



6






2

Тема 1.1
2



2









Тема 1.2
2



2









Тема 1.3
2



2









Раздел 2.
8



6






2

Тема 2.1
2



2









Тема 2.2
2



2









Тема 2.3
2



2









Раздел 3.
6



4






2

Тема 3.1
2



2









Тема 3.2
2



2









Раздел 4.
8



6






2

Тема 4.1
2



2









Тема 4.2
2



2









Тема 4.3
2



2









Раздел 5.
3



2






1

Тема 5.1
1



1









Тема 5.2
1



1









Раздел 6.
3



2






1

Тема 6.1
1



1









Тема 6.2
1



1









Раздел 7.
5



4






1

Тема 1.2
1



1









Тема 2.2
1



1









Тема 3.2
2



2









Раздел 8.
6



6






1

Тема 8.1
2



2









Тема 8.2
2



2









Тема 8.3
1



1









Заключение
48



36






12



Раздел 1.Общие сведения о происхождении и строении Земли.

Тема 1. (2 часа). Краткие сведения о строении Вселенной и солнечной системы (Джекобс). Космологические представления о формировании и развитии солнечной системы, положение Земли в космосе. История представлений об устройстве Земли (Браун). Гипотезы о происхождении Земли.

Тема 2. (2 часа). Основные астрономические и физические параметры Земли. Физические свойства Земли (Стейси). Химический состав Земли. Возраст Земли и методы его определения (основные методы, денудационные методы, метод расчета возраста по оценке солнечной энергии).

Тема 3. (2 часа). Общие сведения о Земле: атмосфере, гидросфере, континентах, океанической коре, мантии Земли, земном ядре (Сорохтин). Геофизические данные о выделении земной коры как глобальной особенности Земли. Земная кора и граница Мохоровичича.


Раздел 2. Модели и внутреннее строение Земли. (Магницкий, Чечкин, Эйби)

Тема 1.(2 часа). Происхождение земного ядра. Земное ядро, проблемы, связанные с ядром. Состояние и эволюция ядра.

Континенты, океаны, переходные зоны, островные дуги, платформы, горные системы – их геолого-геофизическое строение и состав. Современные движения земной коры, сейсмичность.

Тема 2.(2 часа). Теория глобальной эволюции Земли (Сорохтин). Концепции развития Земли (Лозин): Идея расширяющейся Земли. Идея пульсации Земли. Неоконтракционная концепция. Гипотеза геокристалла. Гипотеза “горячих” точек. Геодинамическая гипотеза Артюшкова. Гипотеза дифференциальных движений литосферы. Гипотеза эдукции по Чудинову. Концепция развития и строения верхних оболочек (Друянов).

Тема 3.(2 часа). Мобилизм: спрединг океанического дна, океанические и континентальные плиты, океанические желоба и зоны субдукции, границы плит, трансформные разломы, столкновение плит, конвекция, источник энергии (Лозин).


Раздел 3. Модели и реологические свойства вещества Земли (Жарков).


Тема 1.(2 часа). Механические модели Земли. Модели электропроводности. Термические модели Земли. Однородная модель. Современные модели. Минералогический состав. Физическая модель. Реологические модели вещества горных пород.


Тема 2.(2 часа). Диссипативные свойства земных недр. Ползучесть и релаксация. Реологические свойства горных пород. Физический механизм реологических свойств горных пород. Вязкость.


Раздел 4. Сейсмическая активность Земли и строение Земли по данным изучения упругих волн

Тема 1. (2 часа). Волны в природе. Сейсмические лучи. Сейсмические волны, распространяющиеся внутри Земли. Сейсмические волны, бегущие вдоль поверхности Земли. Стоячие сейсмические волны. Рассеяние и ослабление.

Тема 2.(2 часа). Развитие представлений о недрах Земли. Досейсмологическая эра. Сейсмологическая эра. Схема внутреннего строения Земли. Поверхностные волны и строение верхней мантии. Собственные колебания Земли (Жарков).



Тема 3. (2 часа). Типы волн, возбуждаемых землетрясениями. Причины и классификация землетрясений. Географическое распространение землетрясений. Сейсмическое районирование и проблема прогноза. Модели очага землетрясений. Условия возникновения и механизм землетрясений (Эйби). Основные характеристики землетрясений. Роль геофизики в прогнозе землетрясений.


Раздел 5. Плотность и упругие постоянные Земли.


Тема 1.(1 час). Фигура и вращение Земли, геоид, фигуры относительности. Гравитационное поле Земли и его особенности. Понятие об изостазии, вязкость Земли. Земные приливы.

Тема 2.(1 час). Распределение плотности в недрах Земли (Сорохтин). Принципы построения плотностных моделей Земли. Роль сжимаемости вещества. Однородные и неоднородные области Земли. Упругие постоянные, давление и ускорение силы тяжести внутри Земли.


Раздел 6. Тепловой режим Земли.

Тема 1.(1 час). Термическая история Земли. Факторы, определяющие тепловой режим земной поверхности. Тепловой поток, генерируемый недрами Земли (внутреннее ядро Земли). Распределение температуры в недрах Земли. Источники тепла (Чечкин). Термическая зональность земных недр (Чечкин).

Тема 2.(1 час). Механизмы передачи тепла; уравнение теплопроводности. Теплофизические свойства пород. Процессы теплопереноса в мантии. Тепловой поток. Связь теплового потока с геологическими структурами. Радиоактиность. Баланс тепла Земли. Термоупругие напряжения.


Раздел 7. Электромагнитное поле Земли.

Тема 1.(1 час). Электромагнитное поле Земли. Источники электромагнитного поля Земли. Электромагнитные параметры и свойства оболочек Земли: электрическая проводимость атмосферы, гидросферы, электрическая проводимость земной коры и земных недр, другие электромагнитные свойства Земли.

Тема 2.(1 час). Региональные и локальные электрические поля земной коры. Магнитотеллурическое поле. Электрическое поле атмосферы. Геоэлектрический разрез (Матвеев). Геоэлектрическая модель земной коры и верхней мантии (Матвеев).

Тема 3.(2 часа). Проблема природы магнитного поля Земли. Магнитные свойства горных пород, палеомагнетизм. Инверсия и миграция полюсов. Гипотезы о происхождении геомагнетизма, “самовозбуждающееся динамо”.


Раздел 8. Новые данные о нелинейности геофизической среды и новая геодинамическая модель Земли.

Тема 1. (2 часа). Новые источники информации о строении Земли и новые инструменты геофизических исследований. Сейсмическая томография. Блоково-иерархическая (дискретная) модель геофизической среды по М. А. Садовскому, (фрактальность) самоподобие блоковых структур. Проявление нелинейных эффектов в дискретной среде: сейсмическая эмиссия, неустойчивость (сильный отклик) на слабые воздействия), различная реакция разных объемов среды на слабые воздействия.

Тема 2. (2 часа). Зоны разуплотнения в земной коре и верхней мантии как вместилища ППРР (природных породных растворов и расплавов) по Б. А. Соколову. ППРР как фактор неустойчивости геологической системы. Нелинейные парадоксы (экологический и парадокс возобновляемости углеводородов) в нефтегазовой геологии. Автоколебательная модель нефтегазообразования.

Тема 3. (1 час). Пульсации Земли по Е. Е. Милановскому. Глобальная геодинамическая система разогрева, сквозные колонны разогрева от ядра до литосферы. Уточненная структура мантии Земли. Об основных принципах построения новой глобальной геодинамической модели (по В. Е. Хаину). Новая геодинамическая модель современной Земли (по Кумазаве М., Маруяме С.).


Литература.
Основная
  1. Деменицкая Р.М. Кора и мантия Земли. М., Недра, 1975. 253 с.
  2. Магницкий В.А. Внутреннее строение и физика Земли. М., Недра, 1965. 379 с.

Дополнительная
  1. Буллен К.Е. Плотность Земли. М., Мир, 1978. 437 с.
  2. Жарков В.Н.,Трубицин В.П., Самсоненко Л.В.Физика Земли и планет. Фигуры и внутреннее строение. М., Наука, 1971. 384 с.
  3. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. Москва “ Наука”, Главная редакция Физико-математической лит-ры.,1983.
  4. Мясников В.П., Фадеев В.Е. Гидродинамические модели эволюции Земли и планет земной группы. М., 1980. 232 с. (Итоги науки ВИНИТИ. Т.5)
  5. Стейси Ф. Физика Земли. М., Мир, 1972. 342 с.
  6. Ботт М. Внутренне строение Земли. М.: Мир, 1974. 373 с.
  7. Джекобс Дж. Земное ядро, М.: Мир, 1978. 437 с.
  8. Дж. А.Эйби Землетрясения. Москва, Недра, 1982
  9. Дж. А. Джекобс., Р.А. Рассел Физика и геология. Изд-во Мир, Москва, 1964. 480 с.
  10. Г.Джеффрия земля и ее происхождение, история и строение. Изд-во Иностр.литературы., Москва, 1960, 485 с.
  11. Лозин Е.В. Основы геологии и физики Земли. Учебное пособие УФА, 1992. 83c.
  12. Чечкин С.А. Основы геофизики. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1990. 289 с.
  13. Друянов В.А. Загадочная биография Земли. Москва,”Недра", 1989. 159 с.
  14. Новик О.Б. Электромагнитные и тепловые сигналы из недр Земли. М.: Изд. Круглый год, 2001 г.
  15. Сидоренков Н.С. Физика нестабильностей вращения Земли. М.: Физматлит, 2002 г.
  16. Проблемы геофизики XXI века. Сборник научных трудов. М.:Наука, 2003 г.
  17. Основы теории космофизики. Тверской Б.А. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 2004 г.