Země jako dynamické těleso. Martin Dlask, MFF UK

Podobné dokumenty
ZEMĚ JAKO DYNAMICKÉ TĚLESO. Martin Dlask, MFF UK, Praha 2014

K. E. Bullen ( ) rozdělil zemské těleso do 7 částí Na základě pohybu zemětřesných vln, tzv. Bullenovy zóny liší se tlakem, teplotou a

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Stavba zemského tělesa

Nové poznatky o stavbě Země, globální tektonika. Stavba Země

STAVBA ZEMĚ. Země se skládá z několika základních vrstev/částí. Mezi ně patří: 1. ZEMSKÁ KŮRA 2. ZEMSKÝ PLÁŠŤ 3. ZEMSKÉ JÁDRO. Průřez planetou Země:

STAVBA ZEMĚ. Mechanismus endogenních pochodů

OPAKOVÁNÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění

OPAKOVÁNÍ- ÚVOD DO GEOLOGIE:

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Úvod do fyziky plazmatu

Složení Země - koláž

Fyzická geografie. Zdeněk Máčka. Lekce 1 Litosféra a desková tektonika

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Jednotlivé tektonické desky, které tvoří litosférický obal Země

stratigrafie. Historická geologie. paleontologie. paleografie

ω=2π/t, ω=2πf (rad/s) y=y m sin ωt okamžitá výchylka vliv má počáteční fáze ϕ 0

OPAKOVÁNÍ- STAVBA A VÝVOJ ZEMĚ, GEOLOGICKÉ VĚDNÍ OBORY. PRAVDA NEBO LEŽ? Co už vím o vzniku Země a geologických oborech.

Elektrické a magnetické pole zdroje polí

Univerzita Karlova v Praze. Matematicko-fyzikální fakulta. Martin Dlask. Katedra geofyziky

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Fyzická geografie Zdeněk Máčka. Lekce 1 Litosféra a desková tektonika

Předmět: FYZIKA Ročník: 6.

Vznik a vývoj litosféry

Mgr. Jan Ptáčník. Elektrodynamika. Fyzika - kvarta! Gymnázium J. V. Jirsíka

Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

Jestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední

VY_32_INOVACE_06_III./17._PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY

<<< záložka Fyzika

Vnitřní geologické děje

ZEMĚTŘESENÍ jako pomocník při poznávání stavby zemského nitra a procesů, které v něm probíhají

Atmosféra, znečištění vzduchu, hašení

ročník 9. č. 22 název

Sopka = vulkán: místo na zemském povrchu, kde roztavené magma vystupuje z hlubin Země tvar hory

ZEMĚ JAKO SOUČÁST VESMÍRU

Zvuk. 1. základní kmitání. 2. šíření zvuku

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

Vznik vesmíru a naší sluneční soustavy

Základní škola, Ostrava Poruba, Bulharská 1532, příspěvková organizace

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Slunce zdroj energie pro Zemi

Maturitní otázky z fyziky Vyučující: Třída: Školní rok:

UČIVO. Termodynamická teplota. První termodynamický zákon Přenos vnitřní energie

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM. M.Macháček : Fyzika pro ZŠ a VG 6/1, 6/2 (Prometheus) M.Macháček : Fyzika pro ZŠ a VG 7 (Prometheus)

Fyzická geografie. Daniel Nývlt. Litosféra a desková tektonika

Sluneční dynamika. Michal Švanda Astronomický ústav AV ČR Astronomický ústav UK

VNITŘNÍ ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 2. ročník - Termika

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

Vlnění. vlnění kmitavý pohyb částic se šíří prostředím. přenos energie bez přenosu látky. druhy vlnění: 1. a. mechanické vlnění (v hmotném prostředí)

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

1.8. Mechanické vlnění

Mechanické kmitání a vlnění

Fyzika opakovací seminář tematické celky:

Maturitní otázky z předmětu FYZIKA

Základy geologie pro archeology. Josef V. Datel, Radek Mikuláš Filozofická fakulta Univerzita Karlova v Praze 2017/18

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Teplotní roztažnost Přenos tepla Kinetická teorie plynů

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM

10. Energie a její transformace

MERKUR. 4. lekce Bára Gregorová a Ondrej Kamenský

Fyzika pro 6.ročník. mezipředmětové vztahy. výstupy okruh učivo dílčí kompetence. poznámky. Ch8 - atom

2. Vlnění. π T. t T. x λ. Machův vlnostroj

Gymnázium, Havířov - Město, Komenského 2 MATURITNÍ OTÁZKY Z FYZIKY Školní rok: 2012/2013

Jednotlivé body pouze kmitají kolem rovnovážných poloh. Tato poloha zůstává stálá.

Ondřej Peisar

FYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Elektromagnetický oscilátor

Opakování

Fyzika pro 6.ročník. Stavba látek-vlastnosti, gravitace, částice, atomy a molekuly. Elektrické vlastnosti látek, el.

Literatura. uvedena na webových stranách ZČU Fak. Ped. KBI pod studium - geologie

ZEMĚTŘESENÍ: KDE K NIM DOCHÁZÍ A JAK TO VÍME

Fyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole

4. V jednom krychlovém metru (1 m 3 ) plynu je 2, molekul. Ve dvou krychlových milimetrech (2 mm 3 ) plynu je molekul

Vnitřní energie, práce, teplo.

Optika pro mikroskopii materiálů I

Vnitřní energie, práce a teplo

V izolované soustavě nedochází k výměně tepla s okolím. Dokonalá izolovaná soustava neexistuje, nejvíce se jí blíží kalorimetr nebo termoska.

Hydromechanické procesy Hydrostatika

N_SFB. Stavebně fyzikální aspekty budov. Přednáška č. 3. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

Kinetická teorie ideálního plynu

Základní škola Fr. Kupky, ul. Fr. Kupky 350, Dobruška 5.6 ČLOVĚK A PŘÍRODA FYZIKA - Fyzika 8. ročník. ŠVP Školní očekávané výstupy

VY_32_INOVACE_246. Základní škola Luhačovice, příspěvková organizace Ing. Dagmar Zapletalová. Člověk a příroda Fyzika Opakování učiva fyziky

Přednášející: Ing. M. Čábelka Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie PřF UK v Praze

Cesta do nitra Slunce

Okruhy k maturitní zkoušce z fyziky

Fyzika pro 6.ročník. výstupy okruh učivo mezipředmětové vztahy poznámky. Stavba látek-vlastnosti, gravitace, částice, atomy a molekuly

Tělesa sluneční soustavy

Na libovolnou plochu o obsahu S v atmosférickém vzduchu působí kolmo tlaková síla, kterou vypočítáme ze vztahu: F = pa. S

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

Geologie 135GEO Stavba Země Desková tektonika

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

Světlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm.

Přírodopis 9. Naše Země ve vesmíru. Mgr. Jan Souček. 2. hodina

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

Maturitní témata fyzika

Transkript:

Země jako dynamické těleso Martin Dlask, MFF UK

Úvod aneb o čem to dnes bude Povíme si: - Kdy a jak vznikla Země. - Jak Země vypadá a z čeho se skládá. - Jak můžeme zemi zkoumat. - Jak se v zemi šíří teplo. - Jak funguje magnetické pole Země.

Kapitola 1. Vznik Země

1.1. Vznik - Před 4,6 miliardami let vzniklo Slunce z mračna plynů. - Před 4,5 vznik zárodku Země. - Počáteční Země nemá vlastní strukturu. - Je tvořena velice horkými horninami. - Dochází k diferenciaci Země. Newtonův gravitační zákon: Zrození hvězdy (http://www.bhmpics.com)

1.2. Tvar Země Zvídavá otázka: Proč je Země kulatá? Krychle Kapsle Odpověď: Protože gravitační síla je silou sféricky symetrickou. Tedy působí do všech stran stejně. Pozor Země není kulatá! Jde o takzvaný geoid. Poznámka: Geoid je těleso, které je definováno, jako útvar vznikl oddělením atmosféry od střední klidové hladiny moří a oceánů

Kapitola 2. Struktura Země aneb na čem to stojíme?

2.1. Struktura Země: jádro Pevné vnitřní jádro: - Tvořené železem a niklem (8 %) - Teplota: přes 5 000 K - Hustota: 14 000 kg/m 3 - Poloměr: 1 300 km Tekuté vnější jádro: - Tvořené železem a niklem s příměsí síry (do 10 %) - Teplota: 3 500-5 000 K - Hustota: 11 000 kg/m 3 - V hloubce: od 5 000 km do 2 900 km pod povrchem Zvídavá otázka: Proč je jádro tekuté, když železo taje při teplotě 1 800 K? Odpověď: Odhaduje se, že v Zemském jádře je tlak 1 400 000 Atmosfér! Teplota tání závisí na tlaku. U kovů s rostoucím tlakem teplota tání roste.

2.2. Struktura Země: plášt Spodní zemský plášť: - Složení: magnesium, kyslík, křemík, železo - Průměrná hustota: 5 000 kg/m 3 - V hloubce od 2 900 km do 660 km Svrchní zemský plášť: - Složení: magnesium, kyslík, křemík, železo - Průměrná hustota: 3 300 kg/m 3 - V hloubce: od 660 km do 70 km Další dělení: litosféra, astenosféra

2.3. Struktura Země: litosféra - Litosféra je rozdělena na litosférické desky, které se vůči sobě pohybují. - Skládá se ze 7 velkých desek a 12 menších. - Tloušta litosféry je přibližně 70-100 km.

2.4. Struktura Země: kůra Oceánská kůra: - tloušťka 5-10 km. - zabírá přibližně 70 % povrchu Země. - složení: čedič. Pevninská kůra: - tloušťka: 30-70 km. - zabírá přibližně 30 % povrchu Země. - složení: čedič a žula. Průměrná hustota zemské kůry činí 2 800 kg/m 3.

Zvídavá otázka: Jak jsme zjistili strukturu Země?

Kapitola 3. Vlny aneb co se to třese?

3.1. Co je to mechanická vlna? Mechanické vlnění: Děj při, kterém se deformace šíří prostředím pomocí vazebných sil mezi molekulami. Základní vlastnosti mechanických vln: Fermatův princip: Vlny procházející prostředím se šíří po takové dráze, která odpovídá nejkratšímu možnému času průchodu vlny daným prostředím. Huygenesův princip: Každý bod na čele vlny lze v každém čase považovat za elementární zdroj nového vlnění. Výslednou vlnoplochou je obálka elementárních vlnoploch ve směru šíření. Princip superpozice: Jednotlivé mechanické vlny se v prostoru šíří nezávisle. Výsledná mechanická vlna je součtem dílčích vln, které se skládají. Mechanická vlna na vodě Poznámka: Mechanické vlny šířící se v Zemi se nazývají seismické vlny.

3.3. Primární vlny (P-vlny) - podélné (longitudinální) vlnění - tvořeno částicemi kmitajícími ve směru šíření vlnění - šíří se ve všech skupenstvích - jde o nejrychlejší typ vlnění

3.4. Sekundární vlny (S-vlny) - příčné (transverzální) vlnění - tvořeno částicemi kmitajícími kolmo ke směru šíření vlny - šíří se pouze v pevných látkách

3.5. Povrchové vlny - Veškeré vlny na povrchu jsou příčné vlny - Loveovy vlny: Hornina kmitá v horizontální rovině kolmé ke směru postupu vlny - Rayleighovy vlny: Hornina kmitá ve vertikální rovině kolmé ke směru postupu vlny (whs.moodledo.co.uk)

3.6. Zemětřesení a vlny Důsledky zemětřesení (www.flicker.com)

Kapitola 4. Přenos tepla

4.1. Teplo a teplota Teplo: Část vnitřní energie systému, kterou si systém vymění s jiným systémem bez konání práce. Teplota: Fyzikální veličina charakterizující stav látky. Její velikost závisí na kinetické energii neuspořádaného pohybu částic v látce. Ek = 1 2 m v2

4.2. Vedení tepla Vedení tepla neboli kondukce - Jednotlivé vrstvy částic reagují pouze jedna s druhou. - Při vedení tepla nedochází k přesunu hmoty. Přenos tepla v drátu

4.3. Proudění tepla Proudění neboli konvekce - Částice se pohybují v jednom privilegovaném směru a strhávají sebou ostatní. - Při proudění tepla dochází k přenosu hmoty. Ohřev vody Proudění Vedení Proudění tepla v zemském plášti (www.wikipedia.org) Ohřívač

4.4. Přenos tepla zářením - Každé těleso si vyměňuje s okolím energie pomocí záření.

4.5. Rozdělení teplot v Zemi Teplota zemského jádra: 5 000 K Teplota spodního pláště: 1 900-3 500 K Teplota svrchního pláště: 700-1 900 K Teplota zemského povrchu: 273 K Rozdělení teplot v zemi (W.Lowrrie, Fundamentals of Geophysics, Cambridge University Press, Camprige, 2007)

4.6. Uplatnění přenosu tepla Uplatnění vedení tepla - Přenos tepla v litosféře. Uplatnění proudění tepla - Proudění hornin na dlouhých časových škálách. - Proudění tepla ve vnějším jádře a vznik geomagnetického pole. - Vznik hotspotů. - Pohyb litosférických desek. Uplatnění záření - Ohřev Země Sluncem. - Ohřev Země díky radioaktivním rozpadům prvků v Zemi.

Kapitola 5. Magnetické pole Země

5.1. Magnetické pole Zěmě Vnitřní magnetické pole -Vznik ve vnějším jádře. (tvoří 99 % mag. pole Země) Vnější magnetické pole -Vznik v atmosféře (hlavně ionosféra) Simulace tvaru magnetického pole země (www.astro.cz)

5.2. Vznik vnitřního magnetického pole Země - Vlivem proudění tepla ve vnejším jádře docházi k vzniku elektrických proudů, které jsou zdrojem vzniku vnitřího geomagnetického pole. - Proces udržovaní geomagnetického pole se nazývá dynamo efekt. (případně hydrodynamo efekt) Geomagnetické pole Země (www.abc.net.au)

5.3. Chování magnetické pole Země - Z 90 % má dipólový character. - Existují dominantní magnetické poly jejihž poloha je velice blízská geografickým pólům Země. - Velikost magnetického pole se v čase mění. - Síla magnetického pole na povrchu Země je mezi 25-65 µt. - Dochází k nepravidelnému přepólování magnetického pole.

5.4. Důležitost magnetického pole Země - Magnetické pole Země vytváří štít proti nabitým částicím a nebezpečnému mikrovlnnému záření ze Slunce. Polární záře nad finskem (www.esa.it)

Literatura http://www.aldebaran.cz http://en.wikipedia.org/wiki/mantle(geology) http://cs.wikipedia.org/wiki/zemské jádro http://en.wikipedia.org/wiki/crust (geology) http://en.wikipedia.org/wiki/heat http://en.wikipedia.org/wiki/temperature Dziewonski, A.M, Anderson, D.L., Preliminary reference Earth model, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 25, 297-356, 1981. Fowler, C.M.R. The Solid Earth. Introduction to Global Geophysics, Cambridge University Press, 1990. Cambridge Lowrrie W., Fundamentals of Geophysics, Cambridge University Press, Camprige, 2007 Van der Valk, T., The Dynamic Earth, Univerzity of Utrecht, Netherlands, 2007

Děkuji za pozornost