Methoden voor het bestuderen van de interne structuur en samenstelling van de aarde kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: geologische methoden en geofysische methoden. Geologische methoden zijn gebaseerd op de resultaten van directe studie van gesteentelagen in ontsluitingen, mijnwerkzaamheden (mijnen, adits, enz.) en putten. Tegelijkertijd beschikken onderzoekers over het hele arsenaal aan methoden om de structuur en compositie te bestuderen, wat de hoge mate van detail van de verkregen resultaten bepaalt. Tegelijkertijd zijn de mogelijkheden van deze methoden bij het bestuderen van de diepten van de planeet zeer beperkt - de diepste put ter wereld heeft een diepte van slechts -12262 m (Kola Superdeep in Rusland), zelfs kleinere diepten worden bereikt bij het boren van de oceaanbodem (ongeveer -1500 m, boren vanaf de boord van het Amerikaanse onderzoeksschip Glomar Challenger). Diepten die niet groter zijn dan 0,19% van de straal van de planeet zijn dus beschikbaar voor direct onderzoek.

Informatie over de diepe structuur is gebaseerd op de analyse van verkregen indirecte gegevens geofysische methoden, voornamelijk veranderingspatronen met verschillende diepgang fysieke parameters(elektrische geleidbaarheid, mechanische kwaliteitsfactor, etc.) gemeten tijdens geofysisch onderzoek. De ontwikkeling van modellen van de interne structuur van de aarde is voornamelijk gebaseerd op de resultaten van seismisch onderzoek, gebaseerd op gegevens over de voortplantingspatronen van seismische golven. Aan de bron van aardbevingen en krachtige explosies ontstaan ​​seismische golven (elastische trillingen). Deze golven zijn onderverdeeld in volumegolven die zich voortplanten in de ingewanden van de planeet en ze zo ‘transparant’ maken röntgenstralen, en oppervlak - verspreidt zich evenwijdig aan het oppervlak en "onderzoekt" de bovenste lagen van de planeet tot een diepte van tientallen - honderden kilometers.
Lichaamsgolven zijn op hun beurt verdeeld in twee typen: longitudinaal en transversaal. Longitudinale golven, die een hoge voortplantingssnelheid hebben, zijn de eerste die door seismische ontvangers worden geregistreerd; ze worden primaire of P-golven genoemd ( uit het Engels primair - primair), worden langzamere transversale golven S-golven genoemd ( uit het Engels secundair - secundair). Transversale golven hebben, zoals bekend, een belangrijk kenmerk: ze planten zich alleen voort in een vast medium.

Aan de grenzen van media met verschillende eigenschappen worden golven gebroken, en aan de grenzen van scherpe veranderingen in eigenschappen ontstaan, naast gebroken, gereflecteerde en uitgewisselde golven. Transversale golven kunnen een verplaatsing hebben, loodrecht op het vlak incidentie (SH-golven) of verplaatsing die in het invalsvlak ligt (SV-golven). Bij het overschrijden van de grenzen van media met verschillende eigenschappen ervaren SH-golven normale breking, en SV-golven wekken, naast gebroken en gereflecteerde SV-golven, P-golven op. Dit is hoe een complex systeem van seismische golven ontstaat, die de ingewanden van de planeet ‘transparant’ maken.

Door de patronen van golfvoortplanting te analyseren, is het mogelijk om inhomogeniteiten in de ingewanden van de planeet te identificeren - als op een bepaalde diepte een abrupte verandering in de voortplantingssnelheid van seismische golven, hun breking en reflectie wordt geregistreerd, kunnen we concluderen dat op op deze diepte is er een grens van de binnenste schillen van de aarde, die verschillen in hun fysieke eigenschappen.

De studie van de paden en de voortplantingssnelheid van seismische golven in de ingewanden van de aarde maakte het mogelijk een seismisch model van de interne structuur ervan te ontwikkelen.

Seismische golven, die zich vanuit de bron van de aardbeving diep in de aarde voortplanten, ervaren de meest significante abrupte snelheidsveranderingen, worden gebroken en gereflecteerd op seismische secties die zich op diepte bevinden 33 km En 2900 kilometer van het oppervlak (zie afbeelding). Deze scherpe seismische grenzen maken het mogelijk om het binnenste van de planeet in drie belangrijke interne geosferen te verdelen: de aardkorst, mantel en kern.

De aardkorst wordt van de mantel gescheiden door een scherpe seismische grens, waarbij de snelheid van zowel longitudinale als transversale golven. De snelheid van schuifgolven neemt dus scherp toe van 6,7-7,6 km/s in het onderste deel van de korst tot 7,9-8,2 km/s in de mantel. Deze grens werd in 1909 ontdekt door de Joegoslavische seismoloog Mohorovicic en kreeg vervolgens een naam Mohorovicische grens(vaak kortweg de Moho-grens of M-grens genoemd). De gemiddelde diepte van de grens is 33 km (opgemerkt moet worden dat dit een zeer benaderende waarde is vanwege de verschillende diktes in verschillende geologische structuren); Tegelijkertijd kan onder de continenten de diepte van het Mohorovichichi-gedeelte 75-80 km bereiken (wat wordt geregistreerd onder jonge bergstructuren - de Andes, Pamirs), onder de oceanen neemt deze af en bereikt een minimale dikte van 3-4 km.

Op diepte wordt een nog scherpere seismische grens geregistreerd die de mantel en de kern scheidt 2900 kilometer. Op dit seismische gedeelte daalt de P-golfsnelheid abrupt van 13,6 km/s aan de basis van de mantel naar 8,1 km/s in de kern; S-golven - van 7,3 km/s naar 0. Het verdwijnen van transversale golven geeft aan dat het buitenste deel van de kern de eigenschappen van een vloeistof heeft. De seismische grens die de kern en de mantel scheidt, werd in 1914 ontdekt door de Duitse seismoloog Gutenberg en wordt vaak genoemd Gutenberg-grens, hoewel deze naam niet officieel is.

Scherpe veranderingen in de snelheid en aard van de passage van golven worden geregistreerd op diepten van 670 km en 5150 km. Grens 670 km verdeelt de mantel in de bovenmantel (33-670 km) en de ondermantel (670-2900 km). Grens 5150 km verdeelt de kern in een buitenste vloeistof (2900-5150 km) en een binnenste vaste stof (5150-6371 km).

Significante veranderingen worden ook opgemerkt in het seismische gedeelte 410 kilometer, waarbij de bovenste mantel in twee lagen wordt verdeeld.

De verkregen gegevens over mondiale seismische grenzen vormen de basis voor het overwegen van een modern seismisch model van de diepe structuur van de aarde.

De buitenste schil van de vaste aarde is aardkorst, begrensd door de Mohorovicic-grens. Dit is een relatief dunne schaal, waarvan de dikte varieert van 4-5 km onder de oceanen tot 75-80 km onder continentale bergstructuren. De bovenste korst is duidelijk zichtbaar in de samenstelling van de centrale korst. sedimentaire laag, bestaande uit niet-gemetamorfoseerde sedimentaire gesteenten, waaronder mogelijk vulkanische stoffen, en die daaraan ten grondslag liggen geconsolideerd, of kristallijn,blaffen, gevormd door gemetamorfoseerde en stollingsgesteenten. Er zijn twee hoofdtypen aardkorst– continentaal en oceanisch, fundamenteel verschillend qua structuur, samenstelling, oorsprong en ouderdom.

Continentale korst ligt onder de continenten en hun onderwaterranden, heeft een dikte van 35-45 km tot 55-80 km, in de doorsnede worden 3 lagen onderscheiden. De bovenste laag bestaat meestal uit sedimentair gesteente, waaronder een kleine hoeveelheid zwak gemetamorfoseerde en stollingsgesteenten. Deze laag wordt sedimentair genoemd. Geofysisch gezien wordt het gekenmerkt door lage P-golfsnelheden in het bereik van 2-5 km/s. De gemiddelde dikte van de sedimentaire laag is ongeveer 2,5 km.
Hieronder bevindt zich de bovenste korst (graniet-gneis- of “graniet”-laag), bestaande uit stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten die rijk zijn aan silica (wat qua chemische samenstelling gemiddeld overeenkomt met granodioriet). De snelheid van P-golven in deze laag is 5,9-6,5 km/s. Aan de basis van de bovenste korst wordt een seismische sectie van Conrad onderscheiden, die een toename van de snelheid van seismische golven weerspiegelt tijdens de overgang naar de onderste korst. Maar dit gedeelte wordt niet overal geregistreerd: in de continentale korst wordt vaak een geleidelijke toename van de golfsnelheden met de diepte geregistreerd.
De onderste korst (granuliet-mafische laag) wordt gekenmerkt door een hogere golfsnelheid (6,7-7,5 km/s voor P-golven), die het gevolg is van een verandering in de samenstelling van het gesteente tijdens de overgang van de bovenmantel. Volgens het meest geaccepteerde model komt de samenstelling ervan overeen met granuliet.

Gesteenten uit verschillende geologische leeftijden nemen deel aan de vorming van de continentale korst, tot aan de oudste, ongeveer 4 miljard jaar oud.

Oceaankorst heeft een relatief kleine dikte, gemiddeld 6-7 km. In zijn context op zijn best algemeen beeld Er zijn 2 lagen te onderscheiden. De bovenste laag is sedimentair en wordt gekenmerkt door een lage dikte (gemiddeld ongeveer 0,4 km) en een lage P-golfsnelheid (1,6-2,5 km/s). De onderste laag is "basaltachtig" - samengesteld uit basische stollingsgesteenten (bovenaan - basalt, onder - basische en ultrabasische opdringerige rotsen). De snelheid van longitudinale golven in de basaltlaag neemt toe van 3,4-6,2 km/s in basalt tot 7-7,7 km/s in de laagste horizonten van de aardkorst.

De leeftijd van de oudste rotsen van de moderne oceanische korst bedraagt ​​ongeveer 160 miljoen jaar.

Mantel Het is de grootste binnenschil van de aarde in termen van volume en massa, boven begrensd door de Moho-grens en onder door de Gutenberg-grens. Het bestaat uit een bovenmantel en een ondermantel, gescheiden door een grens van 670 km.

Volgens geofysische kenmerken is de hogere manie verdeeld in twee lagen. Toplaag - subkorstale mantel- strekt zich uit van de Moho-grens tot diepten van 50-80 km onder de oceanen en 200-300 km onder de continenten en wordt gekenmerkt door een soepele toename van de snelheid van zowel longitudinale als transversale seismische golven, wat wordt verklaard door de verdichting van rotsen als gevolg van de lithostatische druk van de bovenliggende lagen. Onder de subkorstmantel tot het mondiale grensvlak van 410 km bevindt zich een laag met lage snelheden. Zoals de naam van de laag doet vermoeden, zijn de snelheden van seismische golven daarin lager dan in de subcrustale mantel. Bovendien worden in sommige gebieden lenzen onthuld die helemaal geen S-golven uitzenden, dit geeft aanleiding om te stellen dat het mantelmateriaal in deze gebieden zich in een gedeeltelijk gesmolten toestand bevindt. Deze laag wordt de asthenosfeer genoemd ( uit het Grieks "asthenes" - zwak en "sphair" - bol); de term werd in 1914 geïntroduceerd door de Amerikaanse geoloog J. Burrell, in de Engelstalige literatuur vaak aangeduid als LVZ - Lagesnelheidszone. Dus, asthenosfeer- Dit is een laag in de bovenmantel (gelegen op een diepte van ongeveer 100 km onder de oceanen en ongeveer 200 km of meer onder de continenten), geïdentificeerd op basis van een afname van de snelheid van seismische golven en met verminderde sterkte en viscositeit. Het oppervlak van de asthenosfeer is goed ingeburgerd en neemt sterk af weerstand(tot waarden van ongeveer 100 Ohm . M).

De aanwezigheid van een plastic asthenosferische laag, verschillend in mechanische eigenschappen van stevige bovenliggende lagen, biedt een basis voor accentuering lithosfeer- de vaste schil van de aarde, inclusief de aardkorst en de subkorstmantel die zich boven de asthenosfeer bevindt. De dikte van de lithosfeer varieert van 50 tot 300 km. Opgemerkt moet worden dat de lithosfeer geen monolithische rotsschil van de planeet is, maar verdeeld is in afzonderlijke platen die voortdurend langs de plastic asthenosfeer bewegen. Richting de grenzen lithosferische platen brandpunten van aardbevingen en modern vulkanisme zijn beperkt tot.

Beneden het traject van 410 km planten zowel P- als S-golven zich overal in de bovenmantel voort, en hun snelheid neemt relatief monotoon toe met de diepte.

IN lagere mantel, gescheiden door een scherpe mondiale grens van 670 km, neemt de snelheid van P- en S-golven monotoon, zonder abrupte veranderingen, toe tot respectievelijk 13,6 en 7,3 km/s tot aan het Gutenberg-gedeelte.

In de buitenste kern neemt de snelheid van P-golven scherp af tot 8 km/s, en verdwijnen S-golven volledig. Het verdwijnen van transversale golven suggereert dat de buitenste kern van de aarde zich in een vloeibare toestand bevindt. Onder het gedeelte van 5150 km bevindt zich een binnenkern waarin de snelheid van P-golven toeneemt en S-golven zich weer beginnen voort te planten, wat de vaste toestand ervan aangeeft.

De fundamentele conclusie uit het hierboven beschreven aardsnelheidsmodel is dat onze planeet bestaat uit een reeks concentrische schillen die een ijzeren kern, een silicaatmantel en een aluminosilicaatkorst voorstellen.

Geofysische kenmerken van de aarde

Verdeling van massa tussen binnenste geosferen

Het grootste deel van de massa van de aarde (ongeveer 68%) valt op de relatief lichte mantel met een groot volume, met ongeveer 50% in de onderste mantel en ongeveer 18% in de bovenste. De resterende 32% van de totale massa van de aarde komt voornamelijk uit de kern, waarbij het vloeibare buitenste deel (29% van de totale massa van de aarde) veel zwaarder is dan het vaste binnenste deel (ongeveer 2%). Slechts minder dan 1% van de totale massa van de planeet blijft op de korst achter.

Dikte

De dichtheid van de granaten neemt op natuurlijke wijze toe naar het midden van de aarde toe (zie figuur). De gemiddelde dichtheid van de schors is 2,67 g/cm3; op de Moho-grens neemt het abrupt toe van 2,9-3,0 naar 3,1-3,5 g/cm3. In de mantel neemt de dichtheid geleidelijk toe als gevolg van compressie van de silicaatsubstantie en faseovergangen (herschikking van de kristallijne structuur van de substantie tijdens “aanpassing” aan toenemende druk) van 3,3 g/cm 3 in het subkorstgedeelte naar 5,5 g/cm 3 in de lagere delen van de onderste mantel. Op de Gutenberg-grens (2900 km2) verdubbelt de dichtheid bijna abrupt - tot 10 g/cm3 in de buitenste kern. Een andere sprong in dichtheid – van 11,4 naar 13,8 g/cm3 – vindt plaats op de grens van de binnen- en buitenkern (5150 km). Deze twee scherpe dichtheidssprongen hebben andere aard: op de grens van mantel/kern is er een verandering in de chemische samenstelling van de stof (overgang van de silicaatmantel naar de ijzeren kern), en de sprong bij de grens van 5150 km gaat gepaard met een verandering in de aggregatietoestand (overgang van de vloeibare buitenkern naar de vaste binnenkern). In het centrum van de aarde bereikt de materiedichtheid 14,3 g/cm 3 .

Druk

De druk in het binnenste van de aarde wordt berekend op basis van het dichtheidsmodel. De toename van de druk met de afstand tot het oppervlak heeft verschillende redenen:

compressie als gevolg van het gewicht van de bovenliggende schalen (lithostatische druk);

faseovergangen in schillen met een homogene chemische samenstelling (in het bijzonder in de mantel);

verschil in chemische samenstelling schelpen (korst en mantel, mantel en kern).

Aan de basis van de continentale korst bedraagt ​​de druk ongeveer 1 GPa (preciezer gezegd 0,9 * 10 9 Pa). In de aardmantel neemt de druk geleidelijk toe; op de Gutenberg-grens bereikt deze 135 GPa. In de buitenste kern neemt de drukgradiënt toe, en in de binnenste kern neemt deze juist af. De berekende drukwaarden op de grens tussen de binnen- en buitenkernen en nabij het centrum van de aarde zijn respectievelijk 340 en 360 GPa.

Temperatuur. Bronnen van thermische energie

De geologische processen die plaatsvinden aan de oppervlakte en in het binnenste van de planeet worden voornamelijk veroorzaakt door thermische energie. Energiebronnen zijn onderverdeeld in twee groepen: endogene (of interne bronnen), geassocieerd met de opwekking van warmte in de ingewanden van de planeet, en exogeen (of extern van de planeet). De intensiteit van de stroom thermische energie van de ondergrond naar het oppervlak wordt weerspiegeld in de grootte van de geothermische gradiënt. Geothermische gradiënt– temperatuurstijging met de diepte, uitgedrukt in 0 C/km. Het “omgekeerde” kenmerk is geothermische fase– diepte in meters, waarbij de temperatuur bij onderdompeling met 1,0 C zal stijgen. De gemiddelde waarde van de geothermische gradiënt in het bovenste deel van de korst is 30,0 C/km en varieert van 200,0 C/km in gebieden met moderne actief magmatisme tot 5,0 C/km in gebieden met een rustig tektonische regime. Naarmate de diepte toeneemt, neemt de waarde van de geothermische gradiënt aanzienlijk af, met een gemiddelde van ongeveer 10,0 C/km in de lithosfeer en minder dan 1,0 C/km in de mantel. De reden hiervoor ligt in de distributie van thermische energiebronnen en de aard van warmteoverdracht.

Bronnen van endogene energie zijn de volgende.
1. Energie van diepe zwaartekrachtdifferentiatie, d.w.z. warmte die vrijkomt tijdens de herverdeling van een stof op basis van dichtheid tijdens zijn chemische en fasetransformaties. De belangrijkste factor bij dergelijke transformaties is druk. De kern-mantelgrens wordt beschouwd als het belangrijkste niveau van vrijgave van deze energie.
2. Radiogene hitte, die optreedt tijdens het verval van radioactieve isotopen. Volgens sommige berekeningen bepaalt deze bron ongeveer 25% van de warmtestroom die de aarde uitstraalt. Daar moet echter rekening mee worden gehouden verhoogde inhoud De belangrijkste langlevende radioactieve isotopen - uranium, thorium en kalium - worden alleen waargenomen in het bovenste deel van de continentale korst (isotopische verrijkingszone). De concentratie van uranium in graniet bereikt bijvoorbeeld 3,5 tot 10 -4%, in sedimentair gesteente - 3,2 tot 10 tot 4%, terwijl deze in de oceanische korst verwaarloosbaar is: ongeveer 1,66 tot 10 tot 7%. Radiogene warmte is dus een extra warmtebron in het bovenste deel van de continentale korst, die de hoge waarde van de geothermische gradiënt in dit deel van de planeet bepaalt.
3. Restwarmte, bewaard in de diepte sinds de vorming van de planeet.
4. Stevige getijden, veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan. De overgang van kinetische getijdenenergie naar warmte vindt plaats als gevolg van interne wrijving in gesteentelagen. Het aandeel van deze bron in de totale warmtebalans is klein: ongeveer 1-2%.

In de lithosfeer overheerst het geleidende (moleculaire) mechanisme van warmteoverdracht; in de sublithosferische mantel van de aarde vindt een overgang plaats naar een overwegend convectief mechanisme van warmteoverdracht.

Berekeningen van de temperaturen in het binnenste van de planeet geven de volgende waarden: in de lithosfeer op een diepte van ongeveer 100 km is de temperatuur ongeveer 1300 0 C, op een diepte van 410 km - 1500 0 C, op een diepte van 670 km - 1800 0 C, op de grens van de kern en de mantel - 2500 0 C, op een diepte van 5150 km - 3300 0 C, in het centrum van de aarde - 3400 0 C. In dit geval zijn alleen de belangrijkste (en de meeste waarschijnlijk voor diepe zones) werd rekening gehouden met de warmtebron: de energie van diepe zwaartekrachtdifferentiatie.

Endogene hitte bepaalt het verloop van mondiale geodynamische processen. inclusief de beweging van lithosferische platen

Op het oppervlak van de planeet cruciale rol heeft exogene bron warmte - zonnestraling. Onder het oppervlak wordt de invloed van zonnewarmte sterk verminderd. Al op een ondiepe diepte (tot 20-30 m) is er een zone met constante temperaturen - een dieptegebied waar de temperatuur constant blijft en gelijk is aan de gemiddelde jaartemperatuur van de regio. Onder de gordel van constante temperaturen wordt warmte geassocieerd met endogene bronnen.

Aardemagnetisme

De aarde is een gigantische magneet met een magnetisch krachtveld en magnetische polen die zich dicht bij de geografische polen bevinden, maar er niet mee samenvallen. Daarom wordt bij de aflezingen van de magnetische kompasnaald onderscheid gemaakt tussen magnetische declinatie en magnetische inclinatie.

Magnetische declinatie is de hoek tussen de richting van de magnetische kompasnaald en de geografische meridiaan op een bepaald punt. Deze hoek zal het grootst zijn bij de polen (tot 90 0) en het kleinst bij de evenaar (7-8 0).

Magnetische helling– de hoek gevormd door de helling van de magnetische naald ten opzichte van de horizon. Wanneer u de magnetische pool nadert, zal de kompasnaald een verticale positie innemen.

Er wordt aangenomen dat het ontstaan ​​van een magnetisch veld het gevolg is van systemen van elektrische stromen die ontstaan ​​tijdens de rotatie van de aarde, in verband met convectieve bewegingen in de vloeibare buitenkern. Het totale magnetische veld bestaat uit de waarden van het hoofdveld van de aarde en het veld veroorzaakt door ferromagnetische mineralen in de rotsen van de aardkorst. Magnetische eigenschappen zijn kenmerkend voor ferromagnetische mineralen, zoals magnetiet (FeFe 2 O 4), hematiet (Fe 2 O 3), ilmeniet (FeTiO 2), pyrrhotiet (Fe 1-2 S), enz., Die mineralen zijn en gevestigd zijn door magnetische afwijkingen. Deze mineralen worden gekenmerkt door het fenomeen van restmagnetisatie, die de oriëntatie van het magnetische veld van de aarde overneemt dat bestond tijdens de vorming van deze mineralen. Reconstructie van de locatie van de magnetische polen van de aarde in verschillende geologische tijdperken geeft aan dat het magnetische veld periodiek werd ervaren inversie- een verandering waarin magnetische polen van plaats verwisseld. Het proces van het veranderen van het magnetische teken van het aardmagnetische veld duurt enkele honderden tot enkele duizenden jaren en begint met een intensieve afname van de sterkte van het belangrijkste magnetische veld van de aarde tot bijna nul, waarna de omgekeerde polariteit wordt vastgesteld en na enige tijd er volgt een snel herstel van de spanning, maar van het tegenovergestelde teken. De Noordpool nam de plaats in van de Zuidpool en omgekeerd, met een frequentie van ongeveer 5 keer per 1 miljoen jaar. De huidige oriëntatie van het magnetische veld werd ongeveer 800.000 jaar geleden vastgesteld.

Waar zijn ze voor? moderne methoden de aarde bestuderen?

Antwoorden:

Onderzoeksmethoden in de geografie blijven tegenwoordig hetzelfde als voorheen. Dit betekent echter niet dat ze geen veranderingen ondergaan. Verschijnen nieuwste methoden geografisch onderzoek, waardoor de mogelijkheden van de mensheid en de grenzen van het onbekende aanzienlijk kunnen worden uitgebreid. Maar voordat we deze innovaties overwegen, is het noodzakelijk om de gebruikelijke classificatie te begrijpen. Methoden voor geografisch onderzoek zijn verschillende manieren om informatie te verkrijgen binnen de aardrijkskundewetenschap. Ze zijn verdeeld in verschillende groepen. De cartografische methode is dus het gebruik van kaarten als de belangrijkste informatiebron. Ze kunnen niet alleen een idee geven van de relatieve positie van objecten, maar ook van hun afmetingen, de mate van verspreiding van verschillende verschijnselen en veel andere nuttige informatie. De statistische methode zegt dat het onmogelijk is om volkeren, landen en natuurlijke objecten te beschouwen en te bestuderen zonder het gebruik van statistische gegevens. Dat wil zeggen, het is erg belangrijk om te weten wat de diepte, hoogte, reserves aan natuurlijke hulpbronnen van een bepaald gebied zijn, het gebied, de bevolking van een bepaald land, de demografische indicatoren en productie-indicatoren. De historische methode impliceert dat onze wereld zich heeft ontwikkeld en dat alles op de planeet zijn eigen rijke geschiedenis heeft. Om de moderne geografie te bestuderen is het dus noodzakelijk om kennis te hebben over de geschiedenis van de ontwikkeling van de aarde zelf en de mensheid die erop leeft. De methoden van geografisch onderzoek worden voortgezet door de economisch-wiskundige methode. Dit zijn niets meer dan cijfers: berekeningen van sterfte, vruchtbaarheid, bevolkingsdichtheid en hulpbronnenvoorziening helpen om de verschillen en overeenkomsten van geografische objecten vollediger te evalueren en te beschrijven. Alles in deze wereld is immers aan vergelijking onderhevig: kleiner of groter, langzamer of sneller, lager of hoger, enzovoort. Deze methode maakt het mogelijk geografische objecten te classificeren en hun veranderingen te voorspellen. Methoden voor geografisch onderzoek zijn niet denkbaar zonder observaties. Ze kunnen continu of periodiek zijn, gebieds- en routegebonden, afgelegen of stationair, maar ze leveren allemaal de belangrijkste gegevens over de ontwikkeling van geografische objecten en de veranderingen die ze ondergaan. Het is onmogelijk om aardrijkskunde te studeren terwijl je aan een tafel in een kantoor zit of aan een schoolbank in een klaslokaal; je moet leren extraheren nuttige informatie van wat u met uw eigen ogen kunt zien. Een van de belangrijke methoden om aardrijkskunde te bestuderen was en blijft de methode geografische zonering. Dit is de identificatie van economische en natuurlijke (fysisch-geografische) gebieden. De methode van geografische modellering is niet minder belangrijk. We kennen allemaal van school het meest opvallende voorbeeld van een geografisch model: de wereldbol. Maar modellering kan machinaal, wiskundig en grafisch zijn. Geografische voorspelling is het vermogen om de gevolgen te voorspellen die kunnen optreden als gevolg van menselijke ontwikkeling. Met deze methode kunt u verminderen negatieve impact activiteiten van mensen op omgeving, vermijd ongewenste verschijnselen, gebruik rationeel allerlei soorten hulpbronnen, enzovoort. Moderne methoden voor geografisch onderzoek hebben GIS aan de wereld onthuld: geografische informatiesystemen, dat wil zeggen een complex van digitale kaarten, bijbehorende software en statistieken die mensen de mogelijkheid bieden om rechtstreeks met kaarten op een computer te werken. En dankzij internet verschenen er satellietpositioneringssystemen, in de volksmond bekend als GPS. Ze bestaan ​​uit volgapparatuur op de grond, navigatiesatellieten en verschillende apparaten die informatie ontvangen en coördinaten bepalen. Al deze methoden zijn met elkaar verbonden. Het is bijvoorbeeld onmogelijk om elk land volledig te bestuderen als je ten minste één van deze methoden uitsluit. Er zijn veel voorbeelden, als je de methoden kent, kun je ze zelf samenstellen...

Gravimetrie is een tak van de wetenschap die zich bezighoudt met het meten van grootheden die het zwaartekrachtveld van de aarde kenmerken en deze gebruikt om de vorm van de aarde te bepalen, de algemene interne structuur ervan te bestuderen, geologische structuur haar bovenste delen, het oplossen van enkele navigatieproblemen, enz.

Bij gravimetrie wordt het zwaartekrachtveld van de aarde meestal bepaald door het zwaartekrachtveld (of de versnelling van de zwaartekracht, die er numeriek gelijk aan is), wat het resultaat is van twee hoofdkrachten: de aantrekkingskracht (zwaartekracht) van de aarde en de middelpuntvliedende kracht veroorzaakt door zijn dagelijkse rotatie. De centrifugaalkracht, gericht vanaf de rotatie-as, vermindert de zwaartekracht in de grootste mate op de evenaar. De afname van de zwaartekracht van de polen naar de evenaar is ook te wijten aan de compressie van de aarde.

De zwaartekracht, dat wil zeggen de kracht die inwerkt op een eenheidsmassa in de buurt van de aarde (of een andere planeet), bestaat uit de zwaartekracht en de traagheidskrachten (middelpuntvliedende kracht):

waarbij G - zwaartekrachtconstante, mu - massa-eenheid, dm - massa-element, R - straalvectoren van het meetpunt, r - straalvector van het massa-element, w - hoeksnelheid van de rotatie van de aarde; de integraal wordt over alle massa's genomen.

Het zwaartekrachtpotentieel wordt dienovereenkomstig bepaald door de relatie:

waar is de breedtegraad van het meetpunt.

Gravimetrie omvat de theorie van nivelleringshoogten, verwerking van astronomische en geodetische netwerken in verband met variaties in het zwaartekrachtveld van de aarde.

De meeteenheid in de gravimetrie is Gal (1 cm/s2), genoemd naar de Italiaanse wetenschapper Galileo Galilei.

Bepalingen van de zwaartekracht worden gedaan volgens de relatieve methode, door met behulp van gravimeters en slingerinstrumenten het verschil in zwaartekracht op de bestudeerde en referentiepunten te meten. Het netwerk van gravimetrische referentiepunten over de hele aarde is uiteindelijk verbonden met een punt in Potsdam (Duitsland), waar omkeerbare slingers aan het begin van de 20e eeuw de absolute waarde versnelling als gevolg van de zwaartekracht (981.274 mgl; zie Gal). Absolute bepalingen van de zwaartekracht brengen aanzienlijke moeilijkheden met zich mee, en hun nauwkeurigheid is lager dan die van relatieve metingen. Nieuwe absolute metingen op meer dan 10 punten op aarde laten zien dat de gegeven waarde van de zwaartekrachtversnelling in Potsdam blijkbaar met 13-14 mgl wordt overschreden. Na voltooiing van deze werkzaamheden zal een overgang naar een nieuw gravimetrisch systeem worden uitgevoerd. Bij veel gravimetrieproblemen is deze fout echter niet significant, omdat Om ze op te lossen worden niet de absolute waarden zelf gebruikt, maar hun verschillen. De absolute waarde van de zwaartekracht wordt het nauwkeurigst bepaald aan de hand van experimenten met vrij vallende lichamen in een vacuümkamer. Relatieve bepalingen van de zwaartekracht worden gedaan door slingerinstrumenten met een nauwkeurigheid van enkele honderdsten van een mg. Gravimeters bieden een iets grotere meetnauwkeurigheid dan slingerinstrumenten, zijn draagbaar en gemakkelijk te gebruiken. Er is speciale gravimetrische apparatuur voor het meten van de zwaartekracht van bewegende objecten (onderwater- en oppervlakteschepen, vliegtuigen). De instrumenten registreren voortdurend veranderingen in de versnelling van de zwaartekracht langs het pad van een schip of vliegtuig. Dergelijke metingen houden verband met de moeilijkheid om uit de instrumentaflezingen de invloed uit te sluiten van storende versnellingen en kantelingen van de instrumentbasis veroorzaakt door stampen. Voor metingen op de bodem van ondiepe poelen en in boorgaten bestaan ​​speciale gravimeters. De tweede afgeleiden van het zwaartekrachtpotentieel worden gemeten met behulp van zwaartekrachtvariometers.

De belangrijkste reeks gravimetrieproblemen wordt opgelost door het bestuderen van het stationaire ruimtelijke zwaartekrachtveld. Om de elastische eigenschappen van de aarde te bestuderen, worden continu de variaties in de zwaartekracht in de loop van de tijd geregistreerd. Vanwege het feit dat de aarde heterogeen van dichtheid is en een onregelmatige vorm heeft, wordt het externe zwaartekrachtveld gekenmerkt door een complexe structuur. Om verschillende problemen op te lossen, is het handig om het zwaartekrachtveld te beschouwen als bestaande uit twee delen: het belangrijkste - normaal genoemd, dat verandert met de breedtegraad volgens een eenvoudige wet, en het afwijkende - klein van omvang, maar complex van verdeling. veroorzaakt door inhomogeniteiten in de dichtheid van gesteenten in de bovenste lagen van de aarde. Het normale zwaartekrachtveld komt overeen met een geïdealiseerd model van de aarde dat eenvoudig van vorm en interne structuur is (een ellipsoïde of een sferoïde er dichtbij). Het verschil tussen de waargenomen zwaartekracht en de normale zwaartekracht, berekend met behulp van een of andere formule voor de verdeling van de normale zwaartekracht en gegeven de juiste correcties op het geaccepteerde hoogteniveau, wordt de zwaartekrachtanomalie genoemd. Als bij een dergelijke reductie alleen rekening wordt gehouden met de normale verticale zwaartekrachtgradiënt van 3086 Eötvös (dat wil zeggen, ervan uitgaande dat er geen massa is tussen het observatiepunt en het reductieniveau), dan worden de op deze manier verkregen afwijkingen anomalieën in de vrije lucht genoemd. Op deze manier berekende afwijkingen worden het vaakst gebruikt bij het bestuderen van de figuur van de aarde. Als bij de reductie ook rekening wordt gehouden met de aantrekking van een massalaag die als homogeen wordt beschouwd tussen de niveaus van observatie en reductie, worden afwijkingen verkregen die Bouguer-anomalieën worden genoemd. Ze weerspiegelen heterogeniteiten in de dichtheid van de bovenste delen van de aarde en worden gebruikt bij het oplossen van geologische verkenningsproblemen. Gravimetrie houdt ook rekening met isostatische afwijkingen, waarbij specifiek rekening wordt gehouden met de invloed van massa's tussen het aardoppervlak en het maaiveld op een diepte waarop bovenliggende massa's dezelfde druk uitoefenen. Naast deze afwijkingen worden er nog een aantal andere berekend (Preya, gemodificeerde Bouguer, enz.). Op basis van gravimetrische metingen worden gravimetrische kaarten met isolijnen van zwaartekrachtafwijkingen geconstrueerd. Afwijkingen van de tweede afgeleide van het zwaartekrachtpotentieel worden op dezelfde manier bepaald als het verschil tussen de waargenomen waarde (voorheen gecorrigeerd voor het terrein) en de normale waarde. Dergelijke afwijkingen worden voornamelijk gebruikt voor de exploratie van mineralen.

Bij problemen waarbij gravimetrische metingen worden gebruikt om de figuur van de aarde te bestuderen, wordt meestal gezocht naar een ellipsoïde, op de best mogelijke manier vertegenwoordigen geometrische vorm en het externe zwaartekrachtveld van de aarde.

HET HERHALEN VAN DE NODIGE KENNIS

Welke conclusies kunnen worden getrokken door objecten te vergelijken? (Levenservaring)

Door objecten met elkaar te vergelijken, kunnen we conclusies trekken over hun overeenkomsten en verschillen.

In welke gevallen worden vergelijkingen gebruikt? (Levenservaring)

Vergelijking wordt gebruikt wanneer het nodig is een object te beschrijven of tussen verschillende objecten te kiezen.

Vergelijk het aantal nakomelingen dat een paar kikkers en een paar apen in hun leven kunnen voortbrengen. Betekent dit dat het aantal kikkers voortdurend groeit?

Het aantal nakomelingen dat een kikkerpaar kan voortbrengen is aanzienlijk groter dan dat van een paar apen. Dit betekent niet dat het aantal kikkers voortdurend toeneemt. Kikkers hebben een aanzienlijk kortere levensverwachting en het sterftecijfer van jonge individuen (kikkers) is veel hoger.

Welke productiviteit van deze gewassen kan worden verwacht?

De maïsoogst in ons land lag in de jaren zestig aanzienlijk ten noorden van de verspreiding ervan in het thuisland. Daarom mogen geen hoge opbrengsten worden verwacht. De plantopbrengsten in koelere klimaten met kortere groeiseizoenen zullen zeker lager zijn.

Probeer uit te leggen waarom onderzeeërs op dolfijnen, inktvissen en pijlstaartroggen lijken, maar niet op kwallen.

De gestroomlijnde lichaamsvorm van een dolfijn, inktvis of pijlstaartrog, die helpt de weerstand te verminderen en hoge snelheid onder water te ontwikkelen, is geschikter als model voor het maken van onderzeeërs.

Is elke gelijkenis belangrijk?

Niet elke gelijkenis doet ertoe.

Met wie is de vogel die deze vlinder ‘vergelijkt’? Welke fout maakt ze?

De vogel vergelijkt deze vlinder met een uil. De fout is dat de vogel aandacht besteedt aan de kleur van de vlinder, maar het essentiële kenmerk is de structuur van zijn lichaam.

Wat zijn de overeenkomsten tussen een walvis en een onderzeeër? Is het mogelijk om op basis van deze gelijkenis een conclusie te trekken over de interne structuur van de walvis?

De overeenkomsten tussen een onderzeeër en een walvis zitten in hun vorm. Op basis van dit feit is het onmogelijk om een ​​conclusie te trekken over de interne structuur.

Wat zijn de overeenkomsten tussen schorpioenvis en baars? Is het mogelijk om op basis van deze gelijkenis een conclusie te trekken over de interne structuur van de schorpioenvis?

De gelijkenis tussen schorpioenvis en baars zit alleen in het algemene structuurplan. Hun kleur, vorm en grootte van de vinnen zijn verschillend. Deze tekens maken het echter niet mogelijk om een ​​conclusie te trekken over de interne structuur van organismen. Omdat beide organismen vertegenwoordigers van vissen zijn, zal hun interne structuur vergelijkbaar zijn.

KENNIS TOEPASSEN

1. Wat zijn de belangrijkste taken van de wetenschap?

De taken van de wetenschap zijn het voorspellen op basis van de generalisatie van eerdere ervaringen, het creëren en verbeteren van een wetenschappelijk wereldbeeld.

2. Hoe voorspellen wetenschappers onbekende eigenschappen?

Door te voorspellen kunnen wetenschappers onbekende eigenschappen voorspellen.

3. Wat is het? vergelijkende methode?

De essentie van de vergelijkende methode is het vergelijken van twee of meer objecten op basis van verschillende parameters. Door te vergelijken kunt u gemeenschappelijke, stabiele, essentiële eigenschappen van objecten vinden en deze classificeren als objecten met bekende eigenschappen.

4. Kan de wetenschap een wonder verklaren?

Niet alle verschijnselen, maar de meeste ervan kunnen door de wetenschap worden verklaard. Als wetenschappelijke kennis in dit stadium van de menselijke ontwikkeling sommige feiten niet kan verklaren, dan heeft, zoals de geschiedenis laat zien, na verloop van tijd alles zijn eigen verklaring.

5. Probeer het doel en de doelstellingen van de biologiewetenschap te bepalen.

Het doel is om levende organismen te bestuderen. De taken van de biologie zijn het bestuderen van alle biologische patronen en het onthullen van de essentie van het leven.

6. Hoe helpt de vergelijkende methode de geschiedenis van de aarde te bestuderen?

Vergelijking van beddengoed van verschillende leeftijden stellen ons in staat de geschiedenis van de ontwikkeling van de aarde te reconstrueren.

7. Noem de essentiële kenmerken van auto’s.

Stijve carrosserie, vier wielen, motoraangedreven, brandstof.

8. Werk in tweetallen: laat de een de bijbehorende tekens van een auto en een stoomlocomotief vinden, en de ander daagt ze uit.

9. Hoe heeft de wetenschap jou persoonlijk geholpen in het leven?

De wetenschap helpt ons elke dag in het dagelijks leven. Zij is het die ons inzicht geeft in waarom de dag plaats maakt voor de nacht, de neerslag valt en de seizoenen veranderen. Wetenschappelijke kennis helpt ons de tijd te bepalen, het belang van eten te begrijpen, enz.

10. Denkt u dat het mogelijk is om van een wetenschapper verantwoordelijkheid te eisen voor alle verdere manieren om het te gebruiken? wetenschappelijke ontdekkingen?

Een wetenschapper kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor het verdere gebruik van zijn wetenschappelijke ontdekkingen. De geschiedenis van Nobel en de uitvinding van dynamiet bewijst dat een wetenschapper die een ontdekking doet soms niet eens de mogelijke manieren bedenkt om het te gebruiken.

De mens is altijd geïnteresseerd geweest in alles wat hem omringde: mineralen, rotsen, water, vuur, lucht, planten, dieren.

Wetenschappers uit de oudheid verzamelden feiten, systematiseerden ze en stelden patronen vast. In hun werk gebruikten ze op verschillende manieren en technieken, d.w.z. methoden (van het Griekse woord “methodos” - het pad van onderzoek, theorie, onderwijs).

Zoals alle wetenschappen kent aardrijkskunde speciale onderzoeksmethoden. Laten we er een paar bekijken.

Geografische beschrijving

Deze methode werd meestal gebruikt door ontdekkingsreizigers, zeevarenden en reizigers die de eerste informatie hierover optekenden open landen en de volkeren die er wonen. Ze probeerden de vragen te beantwoorden: waar bevindt het zich? Hoe ziet het eruit? Welke functies heeft het?

Nu wordt deze methode veel gebruikt door deelnemers aan veldonderzoek en expedities die het reliëf, de Wereldoceaan, de atmosfeer van de aarde, evenals het Noordpoolgebied en Antarctica bestuderen.

Cartografische methode

Een kaart is een bijzondere bron van geografische kennis. Het weerspiegelt en systematiseert informatie verkregen door observaties en beschrijvingen.

Eerst geografische kaarten verscheen erin Het oude Griekenland in de VIII-VI eeuw. BC uh.. De tijd verstreek. De kaarten werden verfijnd en verbeterd. Momenteel worden computerkaarten veel gebruikt.

Cartografen creëren diverse kaarten- geografische, klimatologische, minerale hulpbronnen, enz. De cartografische onderzoeksmethode is dus het gebruik van kaarten voor wetenschappelijke en praktische kennis van de objecten en verschijnselen die erop zijn afgebeeld. Het is een integraal onderdeel van de meeste geografische onderzoeken.

Vergelijkende geografische methode

De vergelijkende geografische methode is een van de oudste in de geografie. Het maakt het mogelijk om, door middel van vergelijking, het algemene en bijzondere in geografische objecten, verschijnselen en processen te identificeren.

Lucht- en ruimtevaartmethode

Momenteel is deze methode een van de belangrijkste in de geografie geworden. Waarnemingen en beelden van vliegtuigen, satellieten en ruimtestations maken het niet alleen mogelijk om zeer nauwkeurige kaarten, maar ook om nieuwe minerale afzettingen te vinden, menselijke activiteiten en vervuiling te monitoren aardoppervlak, ontvang informatie over andere planeten zonnestelsel, over de Melkweg, het Heelal.

Statistische methode

De statistische methode wordt gebruikt om statistische – kwantitatieve en kwalitatieve – gegevens te analyseren. Statistische gegevens werden in de oudheid uitgevoerd. Bijvoorbeeld, binnen Het oude China bevolkingstellingen werden gehouden. Momenteel wordt de statistische methode in vrijwel alle sectoren gebruikt. In de aardrijkskunde wordt statistisch materiaal gepresenteerd in de tekst van leerboeken, op kaarten, maar ook in de vorm van diagrammen, grafieken en tabellen.

1. Hoe bestudeerden mensen uit de oudheid de aarde?
2. Wat is de methode van geografische beschrijving?
3. Welke rol speelt de cartografische methode in onze tijd?
4. Wat geeft de lucht- en ruimtevaartmethode aan de moderne geografie?
5. Zijn in het tijdperk van de computertechnologie de methoden van geografisch onderzoek die door wetenschappers uit de oudheid werden gebruikt nog steeds van toepassing?

De aarde is een unieke planeet: er bestaat alleen leven op. zijn nauw met elkaar verbonden, ze veranderen en vullen elkaar aan. Processen die in de natuur plaatsvinden en deze veranderen, zijn onderverdeeld in fysiek en biologisch. Mensen hebben een enorme impact op het veranderen van het uiterlijk van de aarde.

Natuurwetenschappen worden ze genoemd. Deze omvatten astronomie, natuurkunde, scheikunde, aardrijkskunde, biologie, geologie, ecologie.

Vormt een groep van onderling verbonden wetenschappen, waarvan het aantal voortdurend toeneemt. Er zijn twee hoofdsecties: fysieke en sociaal-economische geografie.

Speciale methoden voor geografisch onderzoek zijn dat wel geografische beschrijving, cartografische, vergelijkende geografische, ruimtevaart- en statistische methoden.

Basisconcepten en termen van de sectie:

• dieren in het wild
• levenloze natuur
• natuurlijke verschijnselen: fysiek, biologisch
• natuurwetenschappen
• fysieke geografie
• sociaal-economische geografie
• methoden van geografisch onderzoek

Zoek op de site.