Введение в геофизику
ВВЕДЕНИЕ В ГЕОФИЗИКУ
Геофизика - Учение о физических явлениях на Земле. Предмет геофизики - изучение оболочек Земли, к которым относятся:
- 1. Литосфера, представленная твердыми геологическими образованиями (магматические, метаморфические и осадочные породы); 2. Гидросфера - воды океанов, морей, рек, озер и других поверхностных источников и подземные воды; 3. Атмосфера - воздушная оболочка.
В понятие входит исследование, и анализ различных физических полей и явлений с помощью специальных приборов и устройств. Методика и техника изучения физических полей составляет геофизические методы и технологии. Существуют геофизические методы исследований, предназначенных для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах, на поверхности и в глубине водоемов.
Созданы разделы геофизики, связанные с промышленной деятельностью человека: разведка и добыча полезных ископаемых, освоение морей, климатология и пр.
Специальное направление геофизики - изучение внутреннего строения Земли, ее взаимоотношение с окружающими космическими телами, история развития.
Геофизика зародилась и развивалась в 19 и 20 столетиях на базе физики, геологии и астрономии. Она тесно связана с геодезией, геохимией, а в части методов и технологий геофизических наблюдений с радиотехникой - радиоэлектроникой. Для проведения расчетов и решения теоретических задач необходимы знания математического аппарата, включая математическую физику. геофизика наука физический поле
Связь геофизики с другими естественными науками можно отобразить схемой:
Наибольший интерес для геофизики представляет литосфера, которая изучается общей геофизикой, называемой физикой Земли и разведочной геофизикой.
Физика Земли изучает твердую оболочку в целом, ее внутреннее строение и развитие.
Разведочная геофизика Имеет своей основной целью поиски и разведку полезных ископаемых, и решение инженерно-геологических, археологических, экологических и др. задач.
Гидросфера и атмосфера изучаются в основном методами общей геофизики. Ее связь с науками, относящимися к изучению гидросферы и атмосферы можно отобразить схематически:
В геофизике изучаются физические поля:
- - гравитационное поле; - магнитное поле; - электроволновое (электромагнитное) поле; - сейсмоволновое (поле упругих колебаний или сейсмоакустическое); - тепловое поле; - радиационное поле;
В соответствии с этим, разделы общей и разведочной геофизики носят название гравиметрия - гравиразведка, геоэлектрика - электроразведка и т. д.
Физическое поле - это материальная среда, где взаимодействие элементарных частиц, обусловлено тем или иным физическим явлением или их совокупностью. Например, радиоактивный распад, приводящий к существованию радиационного и частично теплового полей, или взаимодействие гравитационных и магнитных тел, приводящих к возникновению гравитационных и магнитных полей.
Основная особенность физических полей - это их деформация под действием тех или иных материальных объектов, в частности геологических тел.
Физические поля применительно к геофизике называют Геофизическими полями. Они характеризуются параметрами (физическими величинами). Последние определяются инструментально, т. е. с помощью приборов.
Этих параметров в основном два: Потенциал (U) и напряженность (E).
Потенциал поля - выражается в его концентрации в той или иной точке изучаемой среды, т. е. это энергия, обусловленная работой по перенесению точечного источника из бесконечности, где поле равно 0 в заданную точку среды.
Напряженность поля - первая производная его потенциала, т. е. градиент нарастания или наоборот разрежения физического явления.
E = - grad U,
Где Е - напряженность, а U - потенциал геофизического поля.
Материальные объекты, взаимодействие которых приводит к существованию геофизических полей, характеризуются физическими показателями (или физическими свойствами). Это плотность, электропроводность, магнитная восприимчивость и др.
Физические свойства выражаются в их способности создавать геофизические поля. Основные свойства следующие:
Плотность () - показатель, характеризующий соотношение массы и занимаемой ею объема. Единица измерения г/см3 или кг/м2. Используется в гравиметрии.
Магнитная восприимчивость (К) - показатель, характеризующий способность природных объектов намагничиваться под действием магнитного поля. Единица измерения 10-5 Ед. СИ. Используется в магнитометрии.
Удельная электропроводность (УЭ) - показатель, характеризующий способность природных объектов проводить электрический ток. Единица измерения Сим/м. Используется в электрометрии.
Скорость распространения упругих волн (V) - показатель, характеризующий способность природных объектов передавать упругие деформации под действием механических воздействий (напряжений). Единица измерения м/сек. Используется в сейсмометрии.
Естественная радиоактивность (JГ) - показатель, характеризующий способность природных объектов излучать б, в и г частицы, приводящие к радиоактивному распаду. Единица измерения Беккерель (Бк) - 1 распад в сек. Используется в радиометрии.
Теплопроводность (л) - показатель, характеризующий способность природных объектов проводить тепло, т. е. направленный процесс распространения теплоты от более нагретых к менее нагретым объектам и приводящий к выравниванию температуры среды. Единица измерения Вт/м*К. Используется в геотермии.
По происхождению геофизические поля разделяются на естественные и искусственные. Естественные поля существуют, не зависимо от человеческой деятельности, а искусственные возбуждаются по заданию экспериментатора.
В общей геофизике в основном изучаются естественные поля. В разведочной геофизике, относящейся к геологической разведке, а также инженерной геофизике, геофизике ландшафта, экологической геофизике наряду с естественными в большей мере изучаются искусственные (наведенные) поля.
Методы общей и разведочной геофизики основаны на единых геофизических полях, но разнятся вследствие разных задач и предмета исследований.
Науки геофизического цикла в соответствии с исползуемыми полями приведены в таблице 1.
Таблица 1
Науки геофизического цикла (разделы) общей и разведочной геофизики в зависимости от используемых геофизических полей
Геофизическое поле |
Раздел общей геофизики |
Раздел разведочной (прикладной) геофизики |
1 |
2 |
3 |
1. Гравитационное |
Гравиметрия - изучение силы тяжести с целью распределения природных масс по их особенностям в тех или иных геосферах. |
Гравиразведка - совокупность методов для выявления и изучения геологических тел на основе их отличия по плотности. |
2. Магнитное |
Магнитометрия - учение о магнитном поле Земли и вариациях земного магнетизма. |
Магниторазведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических объектов на основе их отличия по магнитной восприимчивости. |
3. Электроволновое |
Электрометрия - учение об электрическом поле Земли, электромагнитных явлениях, электрохимических и электрокинетических процессах в ее недрах. |
Электроразведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических тел на основе их отличия по удельному электрическому сопротивлению, поляризуемости и диэлектрической проницаемости. |
4. Сейсмоволновое |
Сейсмометрия - учение о сейсмоволновом поле Земли вследствие механических воздействий типа землетрясений, извержения вулканов, падению метеоритов. |
Сейсморазведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических тел на основе их способности распространять, отражать и преломлять упругие волны, а также их интерферировать и дифрагировать. |
5. Тепловое |
Теплометрия - учение о тепловом поле Земли и особенности его распределения в оболочках. |
Термическая разведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологич. тел на основе их отличия по теплопроводности и теплоемкости. |
6. Радиационное |
Радиометрия - учение о радиационном поле Земли вследствие распада радиоактивных элементов земной коры. |
Ядерная разведка - совокупность методов и способов выявления и изучения радиоактивных руд, а также решение ряда геологических и геоэкологических задач. |
Похожие статьи
-
ВВЕДЕНИЕ, Термин - Геологические измерения
Геоломгия (от др.-греч. ? -- Земля + ????? -- учение) -- совокупность наук о строении Земли, ее происхождении и развитии,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Применение аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре земель
Дистанционный зондирование земля дешифрирование Данная работа посвящена рассмотрению применения аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре...
-
Введение - Эколого-географический анализ луговых степей Северного Казахстана
Актуальность. Степной биом Европы почти полностью уничтожен человеком, а такой его компонент, как луговые степи сохранился только в резерватах. Интерес к...
-
Актуальность исследования заключается в том, что нечерноземная зона в настоящий момент испытывает серьезные проблемы в развитии сельского хозяйства....
-
Введение, Формы и размеры Земли - Основы геодезии
Современная геодезия - это наука об определении формы и размеров Земли, об изменениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах и для...
-
ВВЕДЕНИЕ - Рекреционные ресурсы кольского полуострова
Актуальность. Кольский полуостров служит одним из любимейших мест путешествий для туристов из России и стран бывшего СССР. Поэтому особенно важно...
-
ВВЕДЕНИЕ - Виды гидрогеологических исследований при разработке месторождений нефти и газа
Многогранная проблема исследований гидрогеологических условий формирования и пространственного размещения месторождений УВ наиболее сложная в...
-
Введение - Физико-географическое положение Африки
Природа Земли во всей ее полноте и разнообразии впервые открылась человеку, когда он поднялся в космос. Он увидел голубые просторы океанов, покрытые...
-
Введение - Геология Ковыктинского месторождения
Лицензия на добычу углеводородного сырья и геологическое изучение недр на Ковыктинском газоконденсатном месторождении, в соответствии с решением...
-
Введение - Геология хронологии Земли
Когда, каким образом и в каких масштабах происходили в прошлом те или иные события, нередко охватывающие всю планету, перемещения материков, рождение...
-
Введение, Цель и этапы геолого-разведочных работ - Технология бурения скважин
Горно-буровая практика проводится с целью закрепления у студентов представлений о буровом оборудовании и процессах сооружения и циклов строительства...
-
Введение, Понятие землетрясения - Понятие землетрясения
В недрах нашей планеты непрерывно происходят внутренние процессы, изменяющие лик Земли. Чаще всего эти изменения медленные, постепенные. Точные измерения...
-
Введение - Динамика развития добычи полезных ископаемых
Данная курсовая работа посвящена одной из главенствующих отраслей российской промышленности - добыче полезных ископаемых, а, если быть точнее, динамике...
-
Введение - Биосферный ярус географической оболочки и его эволюция
Данная исследовательская работа в области землеведения была очень актуальна во все времена. Эта тема не утратила свое значение и сейчас. Биосферный ярус...
-
Введение - Тобойское месторождение
В процессе разработки нефтяных и газовых месторождений, как правило дебит эксплуатационных скважин со временем падает, а поглотительная способность...
-
Проблема охраны природы на современном этапе развития производственных сил общества - острейшая проблема. Она вызвана неблагоприятными изменениями в...
-
ВВЕДЕНИЕ - Тематические карты и особенности их содержания
Карты допускают единовременный обзор пространства в любых пределах - от небольшого участка местности до поверхности Земли в целом. Они создают зрительный...
-
ВВЕДЕНИЕ - Использование гидравлического разрыва пласта при добыче нефти
Методы увеличения нефтеотдачи пластов считают основным резервом для добычи нефти. За счет проведения геолого-технических мероприятий, в том числе с...
-
Ведение кадастра невозможно без проведения геодезических работ, задачами которых являются: геодезические изыскания, проектные работы и перенесение...
-
Введение - Некоторые особенности топонимики Парижа
Однажды мне посчастливилось побывать в Париже. Этот город поразил меня своей историей, которая нашла отражение в многочисленных достопримечательностях....
-
Введение - Коллекторы и флюидоупоры
В любой работе первым необходимым условием для получения хорошего результата является понимание того, с чем мы работаем, то есть понимать объект работы....
-
Введение - Основы инженерной геологии
Миссия дисциплины в общей системе профессиональной подготовки выпускников: формирование знаний о минералах и горных породах и инженерно-геологических...
-
Введение - Ямбургское нефтегазоконденсатное месторождение
Важной составной частью процесса подготовки высококвалифициро ванных специалистов в области сбора и подготовки газа являются произ водственные практики,...
-
Введение - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки
Марганец принадлежит к распространенным элементам, составляя 0,03 % от общего числа атомов земной коры. Небольшие количества Мn содержат многие горные...
-
ВВЕДЕНИЕ, трехмерная модель местности - Объемное моделирование в геоинформационных системах
В связи со спросом на создание и реалистическим представлением пространственной информации происходит развитие и широкое распространение программных...
-
Введение - Типы воспроизводства и миграции населения Украины
Анализ демографической ситуации Украины за последние годы говорит об ухудшении показателей естественного воспроизводства и механического движения...
-
Введение, Понятие ресурсообеспеченности - Обеспеченность ресурсами
Географическая оболочка Земли обладает огромными и разнообразными природными ресурсами. Ресурсы - это совокупность объектов, пригодных для использования...
-
Введение - Ландшафтная характеристика южной части Уральской горной стороны
Для изучения лесных массивов и анализа изученных насаждений, необходимо знать комплекс факторов, под действием которых развивался лес и элементы в него...
-
Введение - Освоение скважин, вскрывших несколько пластов с различной проницаемостью
Исследования многих месторождений нефтегазодобывающих районов показывают, что на большинстве из них совместно эксплуатируется несколько пластов или...
-
Введение - Размещение населения РФ
Информацию о природных условиях и расселении можно найти во многих учебниках и атласах, поэтому имеет смысл остановиться на тех аспектах, которые кажутся...
-
Анализ геоморфологии территории исключительно важен для жизнедеятельности человека, что связано с многоаспектностью влияния рельефа на многие особенности...
-
Введение - Полезные ископаемые Курской области
Территория Курской области богата полезными ископаемыми. В частности, именно Курская область занимает центральную часть железорудной провинции Курской...
-
Введение. - Томская область: вчера, сегодня, завтра
Россия - самая большая по площади страна мира (17,1 миллионов квадратных километров или 1/8 всей суши Земли). Она простирается с запада на восток почти...
-
Введение - Развитие представлений о внутреннем строении земли и методы ее изучения
Какая она, планета Земля, твердая или жидкая? Вопрос отнюдь не праздный, и не может быть решен однозначно. С глубокой древности величайшие умы...
-
Гидравлический разрыв пласта - довольно эффективный в настоящее время, метод интенсификации добычи нефти из низкопроницаемых коллекторов (НПК),...
-
Шахта - это крупное комплексно-механизированное и автоматизированное горнодобывающее предприятие, оснащенное разнообразными электрифицированными и...
-
Введение - Технология добычи нефти в ОАО "Варьеганнефтегаз"
В середине 60-х годах мощной рекой в первый миллиард сибирской нефти влилась нефть Северо - Варьегана, первой месторождения в нашем регионе. По...
-
Топографический аэрофотосъемка сеть опознак Курсовая работа представляет собой комплекс вопросов по проектированию аэросъемки, по проектированию...
-
Введение - Гидросфера как среда обитания
Вода -- составная часть всех элементов биосферы, не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Это самое распространенное на планете природное...
-
Научно-техническая проблема восстановления нарушенных территорий охватывает несколько значительных групп задач: сохранение, восстановление и рациональное...
Введение в геофизику