Магнітне поле Землі. Сутність геологічних процесів (стр. 1 из 4)

Київський національний університет будівництва і архітектури

Кафердра "Основ і фундаментів"

Кафедра "Основ і фундаментів"

Контрольная работа

З дисципліни: "Інженерна геологія і основи механіки ґрунтів".

Виконав:

студент групи ЗПЦБ-33

Яремчук Д.В.

Перевірив: Петренко Е.Ю.

Київ 2011 р

Тема 1. Що таке "магнітний уклон" і "магнітне відхилення" та їх практичне використання?

Магнітне відхилення (відхилення магнітної стрілки), кут між напрямком магнітного поля Землі й горизонтальною площиною, обмірюваної вільно плаваючим магнітом. На північному магнітному полюсі це відхилення дорівнює нулю; на магнітному екваторі дорівнює 90°.

Магнітний уклон це кут між напрямками горизонтальної лінії й магнітної стрілки, що вільно обертається на горизонтальній осі й розташованої в площині магнітного меридіана. М. на магнітних полюсах дорівнює 90°, - магнітна стрілка приймає вертикальний напрямок. При цьому на магнітному полюсі північної півкулі вниз звернений північний кінець стрілки, а на магнітному полюсі південної півкулі вниз звернений її південний кінець. У міру видалення від магнітних полюсів у напрямку до екватора нахил магнітної стрілки, тобто М., зменшується. Изогона з нульовим нахиленням, тобто лінія, на якій стрілка нахилення займає горизонтальне положення, наз. магнітним екватором. Вона не співпадає з земним екватором, але перетинає його у двох точках, а в проміжку між ними відходить від земного екватора на відстань до 15°.М. н., як і магнітне схилення, піддається віковим змінам.

Магнітне поле сучасної Землі характеризується: відмінюванням D, нахиленням I і напруженістю Н, вимірювану в теслах (див. мал). Основні компоненти магнітного поля Землі. М.П. - напрямок на магнітний полюс; Г.П. - напрямок на географічний полюс. А - вертикальна площина; В - поверхню Землі на обмеженій ділянці; З - магнітна силова лінія. Складові повного вектора Т магнітного поля: Н - горизонтальна; Z - вертикальна; I - магнітне нахилення; D - магнітне відмінювання Існують карти ліній рівних величин магнітних відмінювань изогон і ліній рівних магнітних нахилень ізоклін. На північному магнітному полюсі нахилення дорівнює +90о ПРО (на південному відповідно - 90о). У межах магнітного екватора, що не збігає з географічним, нахилення дорівнює нулю. Сучасне магнітне поле Землі краще усього описується полем геоцентричного зміщеного диполя з нахилом по відношенню до осі обертання Землі в 11,5°. Напруженість сучасного магнітного поля становить близько 0,5 ерстед або 0,1 а/м, і вважається, що в геологічному минулому величина напруженості могла коливатися, але максимум на порядок. Геомагнітне поле Землі останні 2,0-3,5 млрд. років принципово не змінювалося, як це встановлено палеомагнітними дослідженнями, а це більше половини її геологічної історії. Ще в XV столітті була виявлена зміна магнітного відмінювання згодом. Так звані вікові варіації всіх інших елементів магнітного поля зараз установлені вірогідно й регулярно складаються спеціальні карти изопор, тобто ліній рівних річних змін якого-небудь елемента магнітного поля. Такі карти можна використати тільки в певний, не більше 10 років, інтервал часу, у зв'язку з періодичністю вікових, особливо “швидких” варіацій. Всі магнітні материкові аномалії, наприклад, ізогони, повільно, зі швидкістю 22 (0,2 % у рік) км, зміщаються в західному напрямку. Західний дрейф обумовлений процесами, пов'язаними з генерацією магнітного поля Землі.

Тема 2. Які хімічні елементи переважають в складі Земної кори і Землі? Назвіть 9-10 найбільш поширених хімічних елементів.

У твердій земній корі переважають такі хімічні елементи:

кисень (47,0 %), - кремній (29,0 %),

алюміній (8,05 %), - залізо (4,65 %),

кальцій (2,96 %), - натрій (2,5 %),

магній (1,87 %), - калій (2,5 %),

титан (0,45 %), які в сумі складають 98,98 % складу земної кори.

У складі Землі переважає залізо (34.6 %), кисень (29.5 %), кремній (15.2 %), магній (12.7 %). Земна кора, мантія і внутрішня частина ядра тверді (зовнішня частина ядра вважається рідкою). Від поверхні Землі до центру зростають тиск, густина й температура.

Внутрішнє ядро, за припущенням, має діаметр 2600 км і складається з чистого заліза чи нікелю, зовнішнє ядро товщиною 2250 км із розплавленого заліза або нікелю, мантія близько 2900 км товщиною складається переважно з твердих гірських порід, відділена від земної кори поверхнею Мохоровича.

Вважають, що верхня мантія за складом близька до ультраосновних порід, в яких переважає О (42,5 %), Mg (25,9 %), Si (19,0 %) і Fe (9,85 %). Нижню мантію вважають аналогом кам'яних метеоритів (хондритів). Ядро 3емлі за складом аналогічне залізним метеоритам і містить бл.80 % Fe, 9 % Ni, 0,6 % Co. На основі метеоритної моделі розрахований середній склад З., в якому переважає Fe (35 %), О (30 %), Si (15 %) і Mg (13 %).

Тема 3. Які процеси ведуть до утворення метаморфічних гірських порід? Наведіть приклади.

Метаморфічні гірські породи виникли внаслідок перетворення магматичних або осадових порід під дією високого тиску, температури та гарячих газоводних розчинів. Ці гірські породи утворилися внаслідок метаморфізму осадових і магматичних порід і характеризуються зернистою будовою, здебільшого сланцюватою текстурою. До них відносять глинисті сланці, філіти, гнейси, кварцити тощо.

Метаморфізм:

процес твердофазної мінеральної і структурної зміни гірських порід під впливом температури, тиску, підземних розсолів, часто в присутності флюїду. Виділяють ізохімічний метаморфізм - при якому хімічний склад породи змінюється неістотно, і неізохімічний метаморфізм (метасоматоз) для якого характерна помітна зміна хімічного складу породи, в результаті перенесення компонентів флюїдом.

це суттєва зміна текстури, структури і мінерального складу осадових і магматичних г. п. в результаті дії т-ри, тиску, глибинних розчинів чи інших факторів. Метаморфізм звичайно відбувається при зміні т-ри в діапазоні 1100-300°С і тискові в діапазоні 1-6000 атм. Метаморфізм включає перекристалізацію, мінералогічні і хімічні перетворення гірських порід, в результаті яких вони перетворюються в метаморфізовані гірські породи.

При регіональному метаморфізмі речовинні і структурно-текстурні зміни в породах відбуваються у діапазоні температур від 300-400°С до 900-1000°С і зміні тиску в межах від 3-5.108 до 10-15.108 Па. При цьому породи різного первинного складу по різному реагують на зміни фізико-хімічних умов. Метаморфізм простих за хімічним складом порід, таких як наприклад кварцові пісковики або вапняки, полягає тільки у змінах структури і текстури, а сам мінеральний склад майже не змінюється. Кварцові пісковики та інші багаті кремнеземом породи при метаморфізмі перетворюються у кварцити, в яких кварц є основним породоутворюючим мінералом. Вони характеризуються повнокристалічною, здебільшого, дрібнозернистою структурою і масивною текстурою. Колір кварцитів буває найрізноманітнішим, але в природі переважають світлобарвні відміни цих порід.

Метаморфічні гірські породи характеризуються повнокристалічними структурами та орієнтованими текстурами. До останніх відносяться: сланцювата, обумовлена взаємно паралельним розташуванням мінеральних зерен призматичної, пластинчастої або лускуватої форми; гнейсова і гнейсоподібна, характерною властивістю яких є чергування смуг різного мінерального складу; смугаста для якої властиве чергування смуг, складених з зерен світло - і темнобарвних мінералів.

Карбонатні породи (вапняки, доломіти та інші) в процесі метаморфічних змін перетворюються у мармури, які являють собою повнокристалічні мономінеральні агрегати кальциту або доломіту з масивною текстурою. При метаморфізмі карбонатних залізисто-магнезіальних порід, а також основних і, частково, середніх магматичних утворюються, відповідно, параамфіболіти і ортоамфіболіти. Як перші так і другі, складені, головним чином, з рогової обманки і середнього плагіоклазу та характеризуються повнокристалічною структурою і сланцюватою текстурою. Колір породи, здебільшого, брудно-зелений, сірий з зеленуватим відтінком.

Тема 4. Поясніть зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами? Як це відображається на формуванні рельєфу Землі?

Ендоге́нні проце́си - це геологічні процеси, пов'язані з енергією, яка виникає у надрахЗемлі. До ендогенних процесів відносять тектонічний рух земної кори, магматизм, метаморфізм, сейсмічна активність.

Екзогенні процеси - геологічні процеси, що відбуваються на поверхні Землі та в її приповерхневих шарах (вивітрювання, денудація, абразія, ерозія, діяльність льодовиків, підземних вод); зумовлені, головним чином, енергією сонячної радіації, силою тяжіння і життєдіяльністю організмів; тісно пов'язані з ендогенними процесами. Протилежне - ендогенні процеси. Екзогенний - зумовлений зовнішніми причинами; який утворився на земній поверхні й у верхній частині земної кори під впливом процесів вивітрювання, діяльності води й організмів (про мінерал і мінеральний комплекс).

Процеси, що впливають на формування твердої оболонки Землі по своєму положенню щодо її поверхні підрозділяються на ендогенні й екзогенні.

Ендогенні процеси протікають в умовах високих температур і тисків. Гравітаційне поле Землі і сили обертання можуть впливати на форму планети, викликати вертикальні і горизонтальні переміщення фрагментів літосфери різної щільності, процеси діапіризму і т.д.