Геодинамика

QA Geosciences

Эта статья была из - за недостатки содержания на стороне обеспечения качества в землеведения портала вошли. Это сделано для того, чтобы повысить качество статей по теме геонаук. Пожалуйста, помогите исправить недостатки или примите участие в обсуждении .  ( + )
Причина: непонятная статья без источников, определения + разграничение на эндогенную динамику. - Джо 10:14, 8 декабря 2008 (CET)

Геодинамика касается процессов естественного движения в интерьере Земли или на поверхности земли . В то же время она исследует приводные механизмы и силы, а также распределение сил, с которыми связаны перемещения .

Их выводы в основном получены с помощью методов геофизики ; они также служат для интерпретации механизмов в геологическом прошлом. Этот термин часто ошибочно используется для чисто кинематических аспектов различных деформаций, то есть без учета их динамики и причин. Это касается в том числе. чисто метрологическая регистрация локальных движений земной коры .

Термин « геодинамика» частично совпадает со значением « Erdspektroskopie» , но не применительно к используемым явлениям , которые приписывает землетрясение .

Геодинамика как научная дисциплина, объект исследования и тематика

В движении имеет место тела Земли непрерывно и может происходить в радиусе нескольких десятков метров, но и тысячи километров. Естественно, что исследование крупномасштабных процессов требует международного сотрудничества. В то же время область геодинамики представляет собой междисциплинарный мост между несколькими дисциплинами в науках о Земле , в частности, геофизикой , геодезией и геологией . Но астрономия также играет свою роль, особенно с явлениями вращения Земли и определением системы отсчета для измерения координат.

Геодинамические явления охватывают широкий диапазон. Примеры:

Таким образом, геодинамика является не только темой исследования для ученых , но также имеет большое значение для общества , гуманитарных организаций и местной международной политики .

Небольшие выступления

В этой статье или разделе отсутствует следующая важная информация:
Основные слова о причинах
Помогите Википедии, исследуя и вставляя ее .

Масштабные выступления

Недра Земли и геодинамика

На основе данных о землетрясениях ( сейсмология ) и других данных ( геология , тектоника , сейсмика, гравитационное поле Земли ) геофизика создает все более точные модели земных недр в течение примерно 100 лет. По сути, Земля имеет 4-5 оболочек : каменную земную кору (толщиной от 10 до 80 км, двухслойную под континентами ), вязкую земную мантию (до средней глубины 2898 км) и жидкое земное ядро из железа с твердым телом. ядро в центре.

Геодинамика исследует процессы, происходящие в этой системе. Землю можно наглядно представить как тепловой двигатель, который преобразует тепло земных недр в движение. Возникающие в результате конвекционные водовороты ( сравнимые с кипением горячей воды или самым верхним слоем солнца ) являются «двигателем» крупномасштабных геодинамических явлений . Наиболее известной из них является тектоника плит , которую Альфред Вегенер принял в 1915 году как «сдвиг континента», но в то время в нее почти никто не верил.

Движение тарелок и комьев

Однако, насколько нам известно сегодня, континенты более пассивны. Они раздвигаются на несколько сантиметров каждый год из-за образования нового морского дна , потому что в срединно-океанических хребтах новый материал постоянно поднимается из земной мантии и остывает на стороне хребта. Поскольку Земля не расширяется, материал должен вернуться в мантию Земли в другом месте. Это происходит в первую очередь в зонах субдукции в Тихом океане , которые образуют Тихоокеанское огненное кольцо с тысячами вулканов и сотнями землетрясений в год.

То, что ранее предполагалось только по прибрежным формам (Вегенер: Африка / Южная Америка), геологии и биологии (связанные породы и растения на окраинах континентов), можно было измерить напрямую и с точностью до сантиметра с 1980-х годов : с помощью лазерной и спутниковой геодезии. , с усовершенствованной глобальной спутниковой навигацией и радиоволнами от самых далеких квазаров , разница во времени прохождения которых измеряется на больших радиотелескопах, распределенных по всему миру ( РСДБ ).

Между тем, скорости дрейфа каждой континентальной и морской плиты (2–20 см в год) могут быть определены с точностью до миллиметра и смоделированы геодинамически. В последних моделях NIMA соответствие между измерением и теорией уже находится в сантиметровом диапазоне.

Углубленные геофизические методы

В дополнение к упомянутым выше геометрическим измерениям z. Б. Магнитотеллурика вносит большой вклад в понимание земного тела. Проводимость земной коры и верхов мантии - где материки плавают - могут быть исследованы с магнитным . Кокосовая плита, погруженная под Мексику, показывает повышенную проводимость, потому что минеральная вода может собираться с погруженной плиты. Это снижает температуру плавления горных пород и, следовательно, позволяет магме подниматься из глубин, что, в частности, объясняет хорошо известные вулканические пояса вокруг Тихого океана .

По- прежнему в значительной степени неясно, почему Земля «дышит» таким разнообразным образом, но не Марс или Венера (больше). Однако ясно, что у Земли есть большая луна , а у Венеры и Марса - нет.

Около 90% магнитного поля Земли создается в глубоких недрах Земли. Теория динамо исследует , немного ли отличается вращение Земли в мантии и в жидком ядре . Модели для генерации магнитного поля Земли обобщаются термином геодинамо . Однажды будет объяснено, как механическая энергия преобразуется в магнитную и почему магнитное поле ослабевает в течение тысяч лет или даже меняет полярность, как это было продемонстрировано на дне океана за последние миллионы лет. В этом контексте в моделях все чаще учитываются последствия для Земли и Луны во время прилива .

Приповерхностная геодинамика, геологические разломы

Геологи давно поняли, как определять их движение начиная с третичного периода, исходя из последовательности слоев ( формаций ) и их деформаций, дислокаций или содержания минералов . Альпийские и другие горные образования могут теперь легко объяснить и показать г. B. что подобный песчанику флиш в предгорьях Альп Австрии, Баварии и Швейцарии происходит из глубоководных районов бывшего Средиземного моря . Пластина Африканский и его Adriatic шпоры были толкая на север в течение миллионов лет, который имеет арочные вверх в Альпы и продолжается по сей день. Таким же образом можно объяснить землетрясения на юге Европы, в Турции или на краю гор Загрос .

Но не только в высокогорных слоях горных пород существует длительное давление в складках вниз. С более мягкими породами вы часто можете увидеть что-то подобное на низких горных хребтах и даже в холмистой местности .

Когда огромные слои горных пород смещаются на много километров, в земной коре появляются различные трещины. Такие геологические разломы можно найти повсюду в Центральной Европе. Некоторые из них уже не активны, но другие показывают недавние движения коры до нескольких см / год. Опускание в тектонических бассейнах, таких как Паннония , Венский бассейн , рифты Верхнего Рейна и т. Д., Часто компенсируется поднятием горных хребтов .

В осадочных бассейнах часто бывает, что нивелир пересекает несколько таких линий разломов . Если это точное измерение высоты повторяется каждые 30–50 лет (как это обычно бывает), разница в высоте между последовательными точками будет зависеть от времени. Таким образом, можно без сложных моделей определить, какие из этих линий разломов, длина которых зачастую составляет десятки километров, все еще активны.

Прикладная геофизика

Связь геофизики и геодезии

С другой стороны, крупномасштабные эффективные геодинамические силы исходят из недр земли , поэтому эта часть геодинамики до сих пор в основном относилась к геофизике . Современная геодинамика сегодня представляет собой скорее связь с геодезией , которая в последние десятилетия

строит многочисленные геофизически важные геодезические сети и глобальные справочные системы (особенно ITRF ). В последнее время в рамках междисциплинарной деятельности разрабатываются различные проекты в области геотехники и геодезии , особенно в отношении локальных движений земной коры .

Астрономия также вносит решающий вклад в последние аспекты и в крупномасштабные исследования движения. Геодинамика стала ярким примером междисциплинарного и международного сотрудничества, в котором взаимодействуют геодезические и физические методы, а также малые и крупномасштабные методы работы.

Мониторинг геологических опасностей

Многие из более ранних массовых перемещений обнаруживаются только в ходе бурения или исследования грунта, когда возводится большое здание , строится туннель или нефтяное месторождение исследуется ( исследуется ) сейсмическими или гравиметрическими методами . Сегодня такие риски можно прояснить заранее.

Окрестности Solifluktion, возможные оползни, нестабильные горные образования, активные области магмы и большие туннели постоянно отслеживаются геодезически-электронным ( мониторинг ) до одного при любом возможном ускорении срабатывания сигнала тревоги движения . Они исследуют геофизические службы под заголовком геоопасности .

На влажных склонах верхний слой почвы часто сползает вниз, что видно по саблевидному росту небольших деревьев: они пытаются расти вертикально - и поэтому в течение нескольких лет им приходится подниматься вверх. На травянистых склонах в горах иногда можно увидеть голые участки ( блайкен ), где дерн отрывается и скатывается вниз, как гофрированный ковер. Такие движения часто ускоряются после проливных дождей ; проникновение влаги или эрозия могут даже привести к удалению оползней . Поэтому важно сотрудничество с экологией , лесным хозяйством и ландшафтным дизайном ( охраняемые леса , облесение , борьба с эрозией).

Строительство туннелей, несогласованные слои и повреждение гор

Шахтеры и техники, занимающиеся строительством туннелей , давно знали, что даже массивные породы могут двигаться . Многие туннели постоянно сужаются из-за давления гор , и стены туннелей обычно необходимо заасфальтировать.

Тщательное геодинамическое исследование этих явлений и сил привело к разработке Нового австрийского метода прокладки туннелей (NÖT), при котором скала поддерживает себя за счет хорошего выбора поперечного сечения .

Еще одна проблема - неожиданное попадание воды в туннель. Часто возникает при дискордантной стратификации.

В области геодинамики также имеет значение наука об ущербе при добыче полезных ископаемых . Однако в нем исследуются не природные воздействия, а движения почвы, вызванные горными работами . Прежде всего, это проседание, которое медленно продолжается от разваливающихся туннелей к поверхности земли , но также учитывается механика отвалов и другие явления.

Динамическое моделирование

Другой инструмент, используемый геодинамиками, называется вычислительной физикой . Здесь параметры породы и пласта изменяются в сложных и, следовательно, очень ресурсоемких компьютерных симуляциях, пока модель не покажет реалистичное поведение. Из-за большого объема данных (моделирование охватывает большие части Земли, что приводит к множеству миллионов точек сетки и моделирует процессы на протяжении миллионов лет), сложные численные методы , мощные алгоритмы и высокопроизводительные компьютеры или компьютерные кластеры являются обязательный.

Геофизические услуги

Из-за этой взаимозависимости и общественных интересов в большинстве штатов были созданы органы власти, исследовательские или испытательные институты, которые собирают, интерпретируют и, в некоторых случаях, делают прогнозы о наиболее важных геодинамических процессах :

Важные информационные пункты важны для землетрясений и других геофизических тем:

Смотри тоже

литература

  • Евгений В. Артюшков: Геодинамика. Эльзевир, Амстердам, 1983, ISBN 0-444-42162-9
  • Дональд Л. Туркотт, Джеральд Шуберт: Геодинамика. 3-е изд., Кембриджский унив. Pr., Cambridge 2014, ISBN 978-0-521-18623-0
  • Клаус Стробах: Наша планета Земля: происхождение и динамика. Borntraeger, Берлин и Штутгарт, 1991, ISBN 3-443-01028-8 .
  • Курт Штюве: Введение в геодинамику литосферы: количественная трактовка геонаучных проблем. Springer, Берлин, 2000 г., ISBN 3-540-67516-7 .

веб ссылки

слишком масштабная геодинамика:

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ Фолькер Якобсхаген, Йорг Арндт, Ханс-Юрген Гетце, Дороти Мертманн, Карин М. Валлфасс: Введение в геологические науки (=  университетские книги в мягкой обложке . Том 2106 ). Eugen Ulmer & Co., Штутгарт 2000, ISBN 3-8252-2106-7 , стр. 69 .