Календарный план занятий по курсу «Геофизика» на весенний семестр 2012/2013 уч.год для группы 2600 Лекций – 38 час. Практических и лабораторных занятий – 28 час. Консультации – 4 часа Форма отчетности – экзамен (8 часов) N п/п Наименование темы занятийК-во часов Балл ы Осенний семестр 1 Введение. Место геофизики в ряду других наук о Земле. Фундаментальные законы природы, как основа геофизических методов. Строение, физические свойства и модели Земли. Физические свойства горных пород. 2 Весенний семестр 2Геофизические поля, их биологическое воздействие на живые организмы 6 6 3Применение геофизических методов при решении геоэкологических задач Лабораторная работа Лабораторная работа Лабораторная работа Домашнее задание 25 8 Реферат 10 ИТОГО баллов: 60 ИТОГО: лекции лабораторные работы 10 6 зачет 40 ВСЕГО 100 Литература: 1. Хмелевской В.К. Геофизика: Учебник. – М.: КДУ, Трухин В.И., Показеев К.В., Куницин В.Е. Общая и экологическая геофизика. - М.: Физматлит, 2005, (гриф УМО университетов России); 3. Богословский В.А., Жигалин А.Д., ХмелевскойВ.К. Экологическая геофизика. М: МГУ, 2000, (гриф УМО университетов России ); Дополнительная: 1. Ерофеев Л.Я., Вахромеев Г.С., Зинченко В.С., Номоконова Г.Г. Физика горных пород: учебник для вузов. – Томск: Издательство ТПУ, – 520 с. 2. Вахромеев Г.С., Ерофеев Л.Я., Канайкин В.С., Номоконова Г.Г. Петрофизика: Учебник для вузов. – Томск: изд-во Том. ун-та, Методы полевой геофизика: учебное пособие / Гусев Е.В. ; ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ, – 216 с.

Преподаватель: доцент Лобова Галина Анатольевна группа З-2Г10, 2013/2014 уч.год К у р с «Основы геофизики и геофизическая экология» (6 лекций, 3 лабораторных работы, домашнее задание, РЕФЕРАТ, ЗАЧЕТ) Условия допуска к зачету: 1. Выполнение домашней работы, написание реферата. 2. Выполнение всех лабораторных, прием преподавателем отчетов по всем лабораторным работам Условия получения «автомата»: 1. Оценка «автомата» («3», «4», «5») определяется как среднее арифметическое из оценок за РЕФЕРАТ, домашнюю работу и каждый отчет по лабораторным работам Наряду с правильностью выполнения заданий, правильностью ответов на поставленные вопросы, основанием для получения высшего балла за выполнение РЕФЕРАТА, Домашней работы и за отчеты по лабораторным работам являются: 1. Высокий уровень оформления: отчета по лабораторной, РЕФЕРАТА, контрольной работы; записей ответов на экзамене. 2. Наличие анализа с привлечением сведений из учебных курсов других дисциплин. 3. Наличие самостоятельных выводов. 4. Наряду с лекционным курсом и материалами методичек, привлечение дополнительных материалов (пособия, монографии, сборники, журналы).

ВВЕДЕНИЕ Презентации по геофизике

Геофизика – это наука о строении, физических свойствах и процессах, происходящих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли.

земной шар в целом с его твердой оболочкой, морями и океанами, поверхностными и подземными водами, атмосферой и ближним космосом. Презентации по геофизике

получении наиболее достоверных сведений о строении недр земли, ее водной и воздушных оболочек, в изучении происхождения и развития нашей планеты.

1. Изучение происхождения, эволюции и возраста нашей планеты в целом и отдельных ее геосфер. 2. Определение массы и плотности Земли, ее внутреннего строения и состояния, физических свойств, физических и физико-химических процессов, происходящих в твердой, жидкой (гидросфера) и газообразной (атмосфера) оболочках.

Общая геофизика: 1)– Физика твердой Земли (Физика Земли); 2) -Физика гидросферы, или гидрофизика; 3) -Физика атмосферы и ближнего космоса.

изучает механизм происхождения и развития Земли в целом и отдельных геосфер, а также ее возраст, состав, внутреннее строение и физические свойства земной коры, мантии и ядра и происходящие в них физические, химические и механические процессы; исследует процессы и явления, возникающие вследствие взаимодействия между Землей и планетами Солнечной системы.

гравиметрия–учение о силе тяжести и методах ее измерения; сейсмология и сейсмометрия – соответственно учения о землетрясениях и методах их регистрации; геотермика–учение о тепловых процессах, происходящих на земном шаре, и об энергетике недр нашей планеты;

Физика Земли геомагнетизм–учение о магнитном поле Земли, его происхождении, напряженности и вариациях земного магнетизма; геоэлектрика–учение об электрическом поле Земли, распределении и механизме электропроводности в ее недрах; радиометрия – наука, изучающая естественные радиоактивные процессы, которые происходят в недрах Земли;

Разведочная геофизика - научно-прикладной раздел физики твердой Земли: предназначена для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, решения инженерно- геологических, гидрогеологических, экологических и других задач; базируется на изучении естественных и искусственно создаваемых физических полей Земли; Объектами исследования являются осадочный чехол, кристаллический фундамент, земная кора и верхняя мантия общей глубиной до 100 км.

В последние годы в рамках разведочной геофизики стала интенсивно развиваться техногенная геофизика. Задачи: создание методов мониторинга, т.е. систем изучения, слежения и контроля за состоянием среды в результате деятельности человека (в том числе контроля загрязнения и экологической охраны подземных вод и геологической среды).

изучает физические свойства воды во всех трех ее агрегатных состояниях и процессы, происходящие в гидросфере; рассматривает общие процессы в водных объектах и в запасах влаги на поверхности Земли независимо от особенностей данного географического объекта (моря, озера, реки и т. д.); подразделяется на Физику вод суши и Физику моря.

Основной предмет исследования Физики вод суши – это реки, озера, водохранилища, ледники, подземные и поверхностные воды. Проводится исследование физических процессов: - испарения в природных условиях; -нагpeвания и охлаждения водоемов; -образования, нарастания и исчезновения льда; -формирования и таяния снежного покрова и др.

Основной предмет исследования Физики моря - моря и океаны. Изучаются: - физические, химические, геологические и биологические процессы, протекающие в океанах и морях; - закономерности возникновения и развития волн и течений, распространения тепла, звука и света в морской воде, взаимодействия океана и атмосферы..

1) Метеорология, наиболее разработанная область геофизики, изучает состав, строение, свойства воздушной оболочки Земли и происходящие в ней физические процессы и явления, а также их взаимодействие с земной поверхностью и ближним космосом. 2) Аэрономия (или физика верхней атмосферы) изучает процессы в высоких слоях атмосферы, отдаленные от земной поверхности на сотни и тысячи километров

В последние десятилетия наметилось деление физики атмосферы на такие самостоятельные научные дисциплины, как - - динамика атмосферы; - - физика пограничного слоя; - - физика облаков и осадков; - - учение о лучистой энергии Солнца и Земли (актинометрия); - - атмосферная оптика; - - атмосферное электричество; - - спутниковая метеорология.

1) геофизическое поле и его характеристики – геофизические параметры (величины); 2) напряженность; 3) потенциал; 4) геофизическое явление.

Физическое (или геофизическое) поле – это форма существования материи, связывающая элементарные частицы вещества друг с другом в единые системы и перемещающие с конечной скоростью действие одних частиц на другие (т. е. осуществляющие взаимодействие этих частиц ).

гравитационное поле; магнитное поле; электроволновое (электромагнитное) поле; сейсмоволновое (поле упругих колебаний или сейсмоакустическое); тепловое поле; радиационное поле.

Общим для всех физических полей является постоянное взаимодействие элементарных частиц. Так, в гравитационном и барическом полях происходит взаимодействие масс частиц; в электрическом–взаимодействие между движущимися электрическими зарядами;

в геомагнитном–между электрическими зарядами и спиновыми носителями магнетизма (электроны, протоны и др.); в сейсмическом – передача упругих колебаний, возникающих при землетрясениях и искусственных взрывах, в термическом – взаимодействие энергий частиц, в радиоактивном – ядерных излучений.

Указанные взаимодействия масс, энергий, колебаний, излучений и т. д. происходят как внутри каждого геологического тела, каждой горной породы и каждой геосферы, так и между ними, и особенно на границах их соприкосновения.

Источниками физических полей является вся Земля в целом, все геосферы, любое геологическое тело, любая горная порода, любое искусственное сооружение. Все объекты порождают вокруг и внутри себя гравитационное, магнитное, тепловое, радиоактивное, электрическое поля, а при механическом и другом воздействии на них становятся источником полей упругих колебаний. Измеряя величины (параметры) внешних физических полей, можно судить об источниках этих полей.

1) -стационарное (установившееся), если в каждой точке пространства оно не меняется с течением времени; -нестационарное (неустановившееся), если таковое изменение имеет место.

2) - -скалярное (например, поле температур или поле плотностей); - векторное (например, поле сил тяготения или электромагнитное поле и др.)

3) - естественное (например, гравитационное, геомагнитное, электрическое, термическое, поле естественных ядерных излучений, сейсмическое (возникшее в результате упругих колебаний при землетрясениях); - искусственное возбуждается по заданию экспериментатора.

Каждое геофизические поле определяется своими присущими ему параметрами (величинами). Геофизический параметр – это величина, значения которой служат для различия элементов геофизических полей. Геофизическое поле характеризует пространственное распределение геофизических параметров, которые изменяются во времени.

ГРАВИТАЦИОННОЕ - ускорение свободного падения (g) ТЕРМИЧЕСКОЕ – температура (T (K), t ( 0 C) ГЕОМАГНИТНОЕ - полный вектор напряженности (T) и его горизонтальная составляющая (H), угол склонения (D), угол наклонения (J) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ - магнитная (H) и электрическая (E) составляющие вектора напряженности УПРУГОЕ – время и скорости распространения продольных (Vp) и поперечных (Vs) упругих волн РАДИАЦИОННОЕ – интенсивность естественного излучения (Jγ), искусственно вызванных (Jγγ, Jnn) БАРИЧЕСКОЕ – давление (Р)

для единицы заряда в электрическом поле [вольт на метр (В/м)] для единицы магнитной массы в магнитном поле, [ампер на метр (А/м)] для единицы обычной массы в гравитационном поле [м/с 2 ] 3. Напряженность геофизического поля (E) Под напряженностью понимают силу F, с которой поле действует на единичный источник (электрический заряд-q, массу- m, магнитную массу mм). Напряженность поля –величина векторная, направленная в сторону действия силы

Потенциальное поле изображают в виде линий лучей, расходящихся (или сходящихся) в радиальном направлении. Такие линии получили название линий вектора напряженности. 0 m Em Если источник поля точечный, то направление вектора напряженности Е в данной точке совпадает с линией, соединяющей источник и эту точку.

1. Напряженность поля точечного источника убывает пропорционально квадрату расстояния от него. 2. Если поле создается несколькими источниками, то напряженность такого поля равна векторной сумме напряженностей, создаваемой в данной точке каждым источником в отдельности. В этом выражается важный в геофизике: принцип суперпозиции.

где E l –составляющий вектор напряженности на элементарном отрезке. (1) (2)

Уравнение поверхности равного потенциала U(x,y,z) = C или эквипотенциальной поверхности

Это определенный физический процесс, сопровождающийся резким (качественным) изменением состояния геофизических полей или отдельных их сторон.

I. По месту проведения: 1. Наземные, подземные

II. По видам физических полей и изучаемым физическим свойствам: 1. Магнитные 2. Гравиметрические 3. Ядерно-физические 4. Сейсмические 5. Термические

III. По способу изучения и передачи информации: -дистанционные -непосредственного измерения на месте

1 – МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТРОЕНИЯ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ГЕОСФЕР 2 – МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ, ВЕЛИЧИН, ЯВЛЕНИЙ

1- методы прямого и косвенного зондирования оболочек Земли 2-комплексный метод зондирования геосфер из космического пространства

Глубина: м. Время бурения: г.

-метод стационарных наблюдений -экспедиционный метод -экспериментальные исследования -метод теоретического анализа