ГЕОДИНАМИКА наука о физической сущности процессов эволюции

ГЕОДИНАМИКА – наука о физической сущности процессов эволюции твердой Земли. АПЛОНОВ Сергей Витальевич, директор Института наук о Земле СПб. ГУ, заведующий кафедрой геофизики

Материалы лекций доступны в системе Blackboard Дополнительная литература: 1. 2. 3. 4. Теркот Д. , Шуберт Дж. Геодинамика: геологические приложения физики сплошных сред (в 2 -х частях). - М. : Мир, 1985 Зоненшайн Л. П. , Кузьмин М. И. , Натапов Л. М. Тектоника литосферных плит территории СССР (в 2 -х томах). - М. : Недра, 1990 Хаин В. Е. , Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. - М. : изд-во МГУ, 2005 Лобковский Л. И. , Никишин А. М. , Хаин В. Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. -М. : Научный мир, 2004

Лекция 1. РОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ

Масштабность Вселенной 1 св. год = 10000 млрд км 1 а. е. = 150 млн км (расстояние от Земли до Солнца) Наша Галактика: около 100 млрд звезд Местная группа Галактик: 24 члена Скопления Галактик: • малые (до 100 членов) • средние (100500 членов) • большие (более 500 членов)

Образование Вселенной (Большой Взрыв) 15 -20 млрд лет назад • До Большого Взрыва: сингулярное состояние вещества ∆х→ 0 → T→ • После Большого Взрыва: 10 -6 c (T=1013 С): образование протовещества – протоны (p+), нейтроны (n), фотоны ( ), электроны (e-) и позитроны (e+) 1 -10 c (T=1010 С) : реакция p++e-→ n+ , аннигиляция e- +e+ 10 -300 c (T=109 С): синтез первых элементов H 1 и He 2

Эволюция Вселенной 300000 лет: первичное структурирование Вселенной (до B 5) • Эволюция звезд: Термоядерное горение C 6 – Fe 26 Захват медленных нейтронов Co 27 – Bi 83 Взрывы Сверхновых быстрые нейтроны тяжелые элементы

Образование Солнечной системы около 5 млрд лет назад • Протосолнечное газопылевое облако • Коллапс (взрыв близкой Сверхновой? ) • Отделение твердых частиц от газа • Образование планетезималей • Первичная дифференциация Состав: 70% H 28% He 2% - более тяжелые элементы Масса: 99, 87% - Солнце 0, 13% - все остальные объекты (0, 1% Юпитер)

До 2006 года в состав Солнечной системы включали: • • 9 крупных планет, 7 из которых имеют спутники; спутники планет (всего – 67); астероиды (более 2000, самый крупный – Церера с радиусом 480 км); кометы

Общие характеристики Солнечной системы: • • Все планеты и астероиды обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающим с направлением вращения Солнца Плоскости орбит планет и большинства астероидов совпадают (исключение – Плутон) Ось вращения Солнца перпендикулярна осредненной плоскости орбит планет Большинство планет вращается вокруг своих осей в том же направлении, что и Солнечная система в целом (исключения – Венера, Уран и Плутон)

В 2006 году Международный астрономический союз (МАС, IAU) принял новую классификацию объектов Солнечной системы: • • самый удаленный (40 а. е. ), мелкий (радиус 1200 км) и «эксцентричный» Плутон исключен из класса планет; введен новый класс объектов – карликовые планеты (dwarf planets), пока их три, но появляются новые (транснептуновые) объекты

Размеры планет

Массы планет (крупных и карликовых) – в сумме 0, 13% от массы Солнца Меркурий Марс 0, 055 1, 08 1, 00 0, 107 Церера (пояс астероидов) 0, 00015 Юпитер Нептун 317, 7 95, 2 14, 5 17, 1 Плутон (пояс Койпера) 0, 0022 Эрис( «разбросанный диск» ) 0, 005 Венера Земля Сатурн Уран

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Астероиды

Юпитер

Сатурн

Уран

Нептун

Карликовые планеты в поясе Койпера и «разбросанном диске» в сравнении со спутниками крупных планет

Кометы

Химическая дифференциация Земли