Geofizyka

Ziemia

q=5520 kg/m³ , masa Ziemi=1, masa Księżyca 1/81, masa słońca =332800

q skały=(2000-5000) kg/m³ , materiały sypkie ~1500 kg/m³ ,q Fe~8000 kg/m³ ,q jądra Z=12000 kg/m³, q lodu na ziemi=918 kg/m³,q lodu w dalekich Obsz. Ukł. Słon=940 kg/m³,

pochodzenie strumienia geotermicznego:

energia pierwotna, energia radiogeniczna, energia pływowa( oddziaływanie między planeta a księżycem)

PREM- model sferyczno- symetryczny-wstępny model odmieszania( wszystkie wielkości zależą od odległości od środka Ziemi)-dane wyjściowe:

• Astronomiczno- geodezyjne R=6371 km, m=5,974*10 ²⁴ kg

• Dane dotyczące oscylacji swobodnych Ziemi oraz długookresowych fal powierzchniowych

• Rejestracja dotycząca czasów przejścia fal objętościowych z 6000 trzęsień ziemi

Model ziemi to 9 współśrodkowych warstw:

warstwa	z, km	r, km
Ocean ( śr. globalna)	0	6371
skorupa (śr. globalna)	3	6368
Litosfera-LID-górna warstwa	24,5	6346,4
warstwa niskich v fal sejsm-LVZ	80	6291
warstwa między LVZ a nieciągłością 400 km	220	6251
warstwa przejściowa	400	5971
dolny płaszcz- LM	670	5701
dolny płaszcz-warstwa "D" r=3630-3480	2891	3480
jądro zewnętrzne OC	5149,5	1221,5
jądro wewnętrzne IC	6371	0

Dyssypacja energii- zamiana energii mechanicznej na cieplną

Albedo ziemi =0,29(1-wszystko odbite, 0-nic nie dobite)

Doba-podział czasu pomiędzy dwoma kolejnymi górowaniami:

Słońca-Doba słoneczna= 86400s(24h*60min/h*60s/min)

Gwiazdy-doba gwiazdowa = 86164 s

Rok gwiazdowy(syderyczny) - przedział czasu pomiędzy dwoma takimi samymi położeniami słońca względem gwiazd (366,25dni) ,

Rok zwrotnikowy-Przedział czasu pomiędzy dwoma kolejnymi przejściami słońca przez punkt równonocy wiosennej ( według tego jest nasz kalendarz-nie pełna liczba -> co 4 lata rok przestępny)(365,24 dni)

Nachylenie osi ziemskiej -23,5 ^o,okres precesji=26,5 lat(przez niego powstaje rok zwrt.)

Miesiąc gwiazdowy-przedział casu pomiędzy kolejnymi przejściami księżyca przez ten sam południk nieba( 27,32 dni)

Miesiąc synodyczny -przedział pomiędzy kolejnymi położeniami księżyca w tej samej fazie (29,53 dni)

Miesiąc smoczy- przedział czasu pomiędzy przejściami księżyca przez ten sam węzeł orbity(27,21 dni)

Miesiąc anomaliczny- przedział czasu pomiędzy kolejnymi przejściami księżyca przez perigeum (27,55 dni)

Aktywność słońca: 11 lat- okres zmienności plam słonecznych, 2*11 lat -okres zmian biegunowości pola magnetycznego słońca

Prędkość płyt litosferycznych-1- 10 cm/rok

Planeta Ziemia jako punkt materialny

P- okres obiegu

a- średnia odległość od słońca( półoś wielka) =1AU=1.496* 10¹¹m,

m-masa =5.976* 10²⁴kg

Gm-=3.98*10 ¹⁴ m ³/s ²,

2π/P- śr. kątowa prędkość orbitalna= 1.991*10 ^-7/s

V=2π a/P- śr. liniowa prędkość orbitalna= 30 km/s

mVa-orbitalny moment pędu= 2.663*10 ⁴⁰ kg m ²/s

G- stała grawitacyjna= 6.672 * 10 ^-11m³/kg*s ²,

Elementy orbity planet:

a- półoś wielka (1AU)= 1.496*10¹¹m

e- mimośród orbity= 0,0167

i- nachylenie orbity planety do płaszczyzny ekliptyki

Ω-długość węzła wstępującego

ω- odległość kątowa perihelium od węzła wstępującego

t₀- moment przejścia przez peryhelium- 4.01

konsekwencja ruchu planet po orbicie eliptycznej

odległość ziemi od słońca w peryhelium q=0.9833AU(4.01)

odległość ziemi od słońca w aphelium Q=1.0167AU (6.07)

nierównomierne rozłożenie dł. Pór roku na obu półkulach

Planeta ziemia jako kula jednorodna o masie M i promieniu R

M-masa= 5.976* 10²⁴kg, R- śr. promień= 6.371*10⁶m

q-= 3M/(4πR³)- gęstość śr.= 5517 kg/ m³,

Ө- nachylenie osi rotacji do płaszczyzny orbity=23^o27^'

τ- okres rotacji= 86164.09s

ω=2π/τ- śr kątowa prędkość rotacji= 7.292116*10^-5/s

ωRcosφ- śr. liniowa prędkość rotacji= 464.58 cos φ m/s

g= G M/R²- przyspieszenie grawitacyjne na pow.planety= 9.82m/s²

I= 0.4 MR²- moment bezwładności kuli jednorodnej

Iω²/2- energia kinetyczna rotacji<3.54* 10³³ kg m²/s²,

(GM/R)^1/2prędkość orbitalna na orbicie stycznej do pow. planety = 7.9km/s

(2GM/R)^1/2-prędkość ucieczki z pow.planety do nieskończoności= 11.2 km/s

Rozkład ciśnienia p(r) =p(0) [1-r ²/R²], p(0)= 3G/8π* M²/R⁴,( dla ziemi ciśnienie centralne p(0)= 1.73*10¹¹Pa= 173 GPa=1.73 Mbar, prawdziwa wartość p(0)= 3.64*10¹¹Pa)

Energia akumulacji grawitacyjnej E= 16/15 π²GR⁵q²= 3/5 GM²/R( dla ziemi prawdziwa wartość wsp. = 0.67>3/5

R_p- promień biegunowy( polar)- 6 356 751 m

R_e- promień równikowy (equatorial)- 6 378 136 m

ƒ= R_e- R_p/ R_e spłaszczenie geometryczne =1/298.257

planeta/satelita	półoś wielka AU	okres obiegu	R Śr. km	gęstośc śr. kg/m3
merkury	0,3971	87.9693 doby	2440	5430 skalna
wenus	0.72333	224.701 doby	6052	5240 skalna
ziemia	1	365.25636 doby	6371	5517 skalna
księżyc		27,32 doby	1738	3344 skalna
mars	1.5237	689.980 doby	3387	3940 skalna
jowisz	5.2028	11,862 lat	69800	1340 olbrzym-gazowy
Io		1.77 doby	1822	3528 skalny
Europa		3.55 doby	1561	3014 skalny
Ganimede		7.15 doby	2631	1942 lodowy
Callisto		16.69 doby	2410	1834 lodowy
Saturn	9.539	29.458 lat	57800	700 gigant gazowy
Tytan		15.95 doby	2575	1881 lodowy
Uran	19.18	84.014 lat	25200	1250 gigant gazowy
Neptun	30.06	164.79 lat	24600	1630 gigant gazowy
Tryton		354.76 doby	1360	2061 lodowy
Pluton(KBO)	39.44	247.7 lat	1137+- 8	1940 +-120 lodowy
Charon		6.39 doby	586+- 13	1853+- 158 lodowy

---