WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 31 |

«УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе А.К.Порцевский ФИЗИКА ЗЕМЛИ Зарегистрировано в Федеральном агентстве по образованию (№ 5375 от 16.11.2005.) Учебное пособие для подготовки ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра охраны недр и рационального природопользования

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

А.К.Порцевский

ФИЗИКА ЗЕМЛИ

Зарегистрировано в Федеральном агентстве по образованию (№ 5375 от 16.11.2005.) Учебное пособие для подготовки студентов по направлениям:

650200 «Технология геологической разведки», 065100 «Прикладная геология», 550600 «Горное дело»

по специальностям:

080100 Геологическая съёмка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых (МПИ) 080300 Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания 080400 Геофизические методы поисков и разведки МПИ 080700 Технология и техника разведки МПИ 090200 Подземная разработка МПИ 090400 Шахтное и подземное строительство 090500 Открытые горные работы Москва 2005 г.

Введение Курс «Физики Земли» предусмотрен в Государственном Образовательном Стандарте лишь для специальности 0807 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» (всего 50 часов), хотя знания о глубинных причинах, о физике геологических и геодинамических процессов в литосфере, о природе электромагнитогравитационного поля, о геологической истории Земли, о рудогенезе, о происхождении жизни, о причинах природных катастроф - необходимы всем геологам, горнякам и людям, интересующимся нашей планетой.

Итак, по Образовательному Стандарту высшего профессионального образования дисциплина включает следующие основные понятия:

физика Земли, её место в системе наук о Земле; строение оболочек Земли;

сейсмология и внутреннее строение Земли; сейсмическое районирование, прогноз; сейсмические волны, закономерности их распределения; гравитационное поле Земли; методы наблюдений, гипотеза изостазии; магнитное поле Земли, его происхождение, палеомагнетизм; магнетизм пород и минералов; тепловое поле Земли, тепловой поток, его измерение, источники тепла; вещество Земли в условиях высоких температур и давлений; развитие Земли, современные теории; космические циклы; ноосфера; учение В.И.Вернадского о био- и ноосфере;

физические поля как индикаторы природных и антропогенных нарушений; физико-экологические модели; новые методы экогеофизических исследований;

прикладные аспекты физических явлений.

Цель изучения дисциплины - получение знаний о происхождении Солнечной системы, планеты Земля, её геологической истории, о её полях и внутреннем строении.

Физика Земли, по существу, включает в себя базовые сведения о гипотезах возникновения Вселенной и планеты Земля, о природе материи в двух её модификациях – поля и вещества; о едином электромагнитогравитационном поле Земли, о пространстве и времени, о связи геологической истории планеты с появлением на ней жизни и известными катастрофами.

Учебное поле разбито на две части: первая - обязательная по Стандарту, и вторая – внеклассное чтение, факультатив, для углублённого изучения истории Земли.

Часть первая. Стандарт.

1. Эволюция Вселенной Как предполагают астрофизики, в первые три минуты после Большого Взрыва температура была столь велика, что Вещество состояло из электронов, протонов и нейтронов. При остывании синтезировались лёгкие элементы – водород (75%), а из него гелий (25%). Температура и плотность вещества быстро уменьшались, и поэтому более тяжёлые элементы не успели синтезировались.

Уже затем в звёздах синтезировались остальные элементы и через 20 минут современный нам вещественный состав Вселенной уже был сформирован. Первичное вещество Вселенной в процессе разлета распалось на множество относительно компактных скоплений, из которых в будущем образовались галактики.

Образования одной на всю Вселенную “суперзвезды” не происходит из-за того, что звёзды вращаются вокруг центра Галактики (так и Луна - хотя и притягивается Землёй, она на неё не падает из-за равенства центробежных и центростремительных сил).

По одной из гипотез, в момент очередного Большого Взрыва из почки чёрной дыры» вырывается зародыш новой Вселенной, он отрывается от Вселенной-родительницы и далее ведёт самостоятельное существование. Пузырьки мини-вселенной разбегаются от родительницы и теряют возможность обмениваться сигналами друг с другом, развиваются изолированно и независимо. Когда-нибудь, для нашей Вселенной это 3*1039 с, все галактики сожмутся в чёрные дыры, произойдёт распад всех протонов и нейтронов на фотоны, нейтрино и электронно-позитронные пары. Но в поле тяготения «чёрной дыры» рождаются новые частицы в виде квантов излучения (фотоны, нейтрино и гравитоны) и масса чёрных дыр постепенно испаряется. Пройдут многие миллиарды лет, и начнётся коллапс Вселенной, она начнёт уменьшаться в размерах, разогреваться, пока сама не превратиться в «чёрную дыру», т.е. произойдёт, как шутят физики, Большой Всхлип – явление, противоположное Большому Взрыву. Затем всё повторится с небольшими мутациями («по Дарвину»).

По другой версии1, расширение Вселенной не сменится сжатием, а зафиксируется – когда силы тяготения станут равны силам антитяготения - и её пространственно-временной каркас застынет и останется таким «замороженным»

навсегда.

Кроме этой гипотезы, известна теория Фридмана, дополненная акад.



М.А.Марковым, согласно которой огромная Вселенная может оказаться в почти замкнутом мире (где энергия взаимного притяжения всех находящихся в нём тел равно энергии их общей массы, равной по Эйнштейну Е=м*с2) и её внешние размеры могут быть микроскопическими, с точки зрения внешнего наблюдателя. Таким образом, одни и те же объекты можно рассматривать и как микромиры-фридмоны и как макросистемы. Фридмоны имеют как бы горлышко (возможно, это «чёрная дыра»), через которое можно попасть внутрь сферы и выйти из неё в другой, внешний мир. Возможно и мир, в котором мы живём, не что иное, как фридмон.

Тем не менее, вакуум – это то, что получается, когда убирают все частицы и все физические поля, но при этом остаётся квантовое «кипение» пустоты – «вакуумная пена». Вселенная воспроизводит из «вакуумной пены», «ложного вакуума» сама себя с различными физическими свойствами, разными плотностями материи и антиматерии. Вакуум «кипит» виртуальными частицами микромира и энергия взаимодействия их хоть и мала, но отлична от нуля, а где есть хоть какая-либо плотность энергии, там обязательно появляются силы натяжеЧерепащук А.М., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, чёрные дыры. – Фрязино: изд. Век-2, 2003. - 320 с.

ния и отталкивания, поэтому даже в вакууме есть гравитационные силы. Если гравитация – главная сила, управляющая движением материи во Вселенной, то нейтрино – это главная частица Вселенной, хотя она в 20 тыс. раз легче электрона и в 40 млн. раз легче протона. Наблюдения астрофизиков2 показали, что скрытой массы нейтрино в областях скопления галактик должно быть в 20 раз больше, чем видимой массы, сосредоточенной в самих галактиках. Плотность вакуума составляет 510-30 г/см3, а средняя плотность светящегося вещества составляет 210-31 г/см3, средняя плотность тёмной материи (возможно, нейтрино) 210-30 г/см3, то есть на вакуум приходится 67% всей энергии мира, на нейтрино 30%, а на обычное вещество (барионы) – лишь 3%, на излучение – ещё в сто раз меньше.

Итак, обычное вещество по массе и по гравитационному воздействию составляет лишь 3-40% «примеси» к основной массе Вселенной. Сейчас галактики разбегаются, но по одной из версий через многие миллиарды лет расширение Вселенной сменится сжатием и причиной этого является именно нейтрино, плотность материи которого превышает критическую плотность Вселенной в 10-29 г/см3 (при меньшей плотности Вселенная расширялась бы вечно и безгранично). Некоторые астрофизики пришли к выводу, возможно ошибочному, что скорость распространения гравитационных волн во Вселенной на восемь порядков (т.е. в 100 миллионов раз) превышает скорость распространения света в вакууме.

Что же происходило в первые мгновения жизни зародыша Вселенной? В первые мгновения Большого Взрыва при температуре 1013 Кельвинов одновременно рождалось и аннигилировало огромное количество пар частиц и античастиц. Среди них были электроны и позитроны, протоны и антипротоны, нейтроны и антинейтроны. «Кипящий котёл» содержал примерно одинаковое число частиц всех видов и их античастиц. Но почему-то число частиц и античастиц было всё же не в точности одинаково: на каждый миллиард пар частицантичастиц приходилась одна «лишняя» тяжёлая частица. Когда миллиарды пар с понижением температуры взаимно уничтожились, превратившись в реликтовые фотоны, тогда «лишние» частицы остались, и из них возник весь окружающий нас мир звёзд, планет, межзвёздного газа. Причина – в несимметричности темпов реакций частиц и античастиц и в том, что с понижением температуры и разбеганием вещества скорость процесса аннигиляции падает и концентрация частиц оказывается «замороженной», а поскольку плотность материи обычной материи уменьшалась и на 10-34 секунде после начала расширения сравнялась с плотностью «ложного вакуума», то его гравитация вызывает отталкивание. За период с 10-34 до 10-32 секунды все размеры во Вселенной увеличились в 1050 раз. Но состояние этой «раздувающейся» Вселенной неустойчиво, температура и плотность стремительно уменьшаются, вещество переохлаждается. Плотность обычной материи становится совершенно ничтожной по сравнению с плотностью «ложного вакуума». В это время становится возможным фазовый переход из состояния «ложного вакуума» со сравнительно огромной а) Новиков И.Д. Как взорвалась Вселенная.- М.: Наука, 1988. - 175 с.; б) Новиков И.Д. Чёрные дыры и Вселенная.- М.: Молодая гвардия, 1985. - 190 с.

плотностью - в плотность массы обычной горячей материи с выделением огромной энергии и пар частиц-античастиц, Вселенная вновь разогревается.

Явление фазового перехода «ложного вакуума» схоже с процессом отвердения переохлаждённой жидкости, появлением в ней первых кристалликов с разной ориентацией осей – доменов. Вот и мы живём в таком домене Вселенной, стенки которого отдалены от другого домена на расстояние 1033 световых лет (при этом «горизонт видимости» у нас составляет всего 1010 световых лет).

Как известно, ядра химических элементов состоят из электрически нейтральных частиц - нейтронов (n) и положительно заряженных частиц – протонов (p), между которыми действуют очень мощные короткодействующие (радиус действия около 2*10-15 м) ядерные силы. Благодаря этим силам ядра не разлетаются под действием сил электростатического отталкивания протонов.

Массы протонов и нейтронов очень близки, ядерные силы, действующие между частицами n-n, n-p, p-p тождественны, поэтому часто используют общее название этих частиц – нуклоны.

И когда благодаря выделению потенциальной гравитационной энергии температура звезды достигает нескольких миллионов градусов, тогда в центре звезды начинаются реакции синтеза гелия из водорода, и полученная при этом энергия препятствует дальнейшему гравитационному сжатию вещества звезды. Звезда находится в таком состоянии до тех пор, пока в центре звезды не выгорит значительная часть водорода. В случае Солнца длительность этого периода приблизительно равна 1010 (10 миллиардов) лет. Современный возраст Солнца около 5 млрд. лет.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 31 |
 

Похожие работы:

«ОДМ 218.2.013-2011 ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ УДК 625.7/8:628.517.2 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА ТЕРРИТОРИЙ, ПРИЛЕГАЮЩИХ К АВТОМОБИЛЬНЫМ ДОРОГАМ (первая редакция) ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР) Москва 2011 Предисловие 1 РАЗРАБОТАНЫ МОСКОВСКИМ АВТОМОБИЛЬНОДОРОЖНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ ТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТОМ (МАДИ). ИСПОЛНИТЕЛИ: д-р техн. наук, П.И. ПОСПЕЛОВ, канд.техн. наук В.И.ПУРКИН, канд.техн. наук Б.А.ЩИТ. 2 ВНЕСЕНЫ Управлением...»

«Крепша Н.В. ЭКОЛОГИЯ Общая, социальная и прикладная Издательство Томского политехнического университета Томск 2006 УДК 574 ББК 57.026 С 79 Крепша Н.В. СК 79 Экология. Общая, социальная, прикладная: учебное пособие /Н.В. Крепша. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 149 с. В доступной форме изложены основы классической и современной экологии. Дано целостное представление об экологических проблемах по общей, социальной и прикладной экологии. Особое внимание уделено рассмотрению системных законов экологии...»

«Ц.Ц. Доржиев, Ф.К. Чистяков. Перспектива и тени. Методические Министерство образования и науки Российской Федерации указания по теме Перспектива и теория теней курса Начертательная геометрия и Федеральное агентство по образованию технический рисунок для студентов специальности: 070601 Дизайн. Дизайнер (графический дизайн) и строительных специальностей – Улан-Удэ.: ВСГТУ, 2007. - 42 c. Восточно-Сибирский государственный технологический университет Рецензент: доцент А.А. Дубанов Кафедра...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) КАФЕДРА ОРГАНИЗАЦИИ И ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ УХТА, УГТУ, 2013 УДК 330(075.8) ББК 65.291я7 С 41 Сичинава Г. А. С 41 Экономика строительства [Текст] : метод. указания к выполнению контрольной работы / Г. А. Сичинава. – Ухта : УГТУ, 2013. –...»

«Федеральное агентство по образованию Ангарская государственная техническая академия АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Методические указания к курсовому проекту по теме: Промышленное здание для студентов специальности 290300 очной и заочной форм обучения Ангарск 2004 Архитектура промышленных и гражданских зданий. Методические указания по выполнению курсового проекта по теме: Промышленное здание. /Роговская Г.И. Ангарская государственная техническая академия. – Ангарск, АГТА, 2004 –...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ) Кафедра “ Технология конструкционных материалов ” Методические указания к лабораторным работам ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ по курсу Технология конструкционных материалов для студентов всех специальностей Ответственный редактор проф. д.т.н. В.А. Кузнецов Москва 2010 г. УДК: 621.74 (076) проф. Кузнецов Владимир Анатольевич; проф. Черепахин Александр Александрович; ст. преп. Самохин Валерий...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра экономики строительства и инвестиций ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 0608 00 Экономика и управление на предприятиях (в строительстве) всех форм обучения НОВОСИБИРСК 1999 Методические указания разработаны к.э.н. доцентом Т.А. Ивашенцевой,...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Мосты и транспортные тоннели МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по курсу Проектирование мостов (Металлические мосты) для специальности 270201 Мосты и транспортные тоннели Казань 2009 УДК 624 (075.8) БКК 38я73 М14 М14 Методические указания к практическим занятиям по курсу Проектирование мостов (Металлические мосты) для специальности 270201 / Казанский государственный...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru Методические указания по пересчету локальных, объектных смет и договорных цен на объекты промышленного строительства (утв. Госстроем СССР от 3 июля 1990 г. N 12-Д) Госстрой СССР устанавливает порядок пересчета сметной стоимости строительно-монтажных работ, прочих работ и затрат по локальным и объектным сметам, а также договорных цен на объекты промышленного строительства в связи с переходом с 1 января 1991 г. на новые сметные нормы и цены....»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Экологии МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов специальности 270115 Экспертиза и управление недвижимостью дневной, заочной и заочной ускоренной форм обучения. Разработки вопросов охраны окружающей среды в дипломных работах (проектах) Тюмень – 2007 г. -1Митриковский А.Я., Петухова В.С. Тюменский государственный архитектурно-строительный университет. Методические указания ориентируют...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.