1 / 43

Maa sisemus

Maa sisemus. Maa koo s neb kontsentrilistest sf ää rilistest kihtidest .Nii Maa sisemus kui atmosfäär ja ookean jaotuvad mitmeks selliseks omavahel suhteliselt isoleeritud kihiks. Maa sise muse uurimine. Puurimisega saab maakoort uurida umbes 15 km sügavuseni

chaney
Télécharger la présentation

Maa sisemus

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Maa sisemus Maa koosneb kontsentrilistest sfäärilistest kihtidest.Nii Maa sisemus kui atmosfäär ja ookean jaotuvad mitmeks selliseks omavahel suhteliselt isoleeritud kihiks.

  2. Maa sisemuse uurimine • Puurimisega saab maakoort uurida umbes 15 km sügavuseni • Oklahoma, Koola süvapuuraugud 14 km, lõpetatud • Ookeani põhja puuritakse läbi kuni 8.1 km veekihi • Glomar Challenger (Deep Sea Drilling Project) • The JOIDES Resolution • Sügavamal toimuva kohta saab teada ainult kaudsetest andmetest

  3. Seismiline sondeerimine • Elastsete seismiliste lainete levi kiirus sõltub keskkonnast • Tekitajateks maavärinad (ka tuumaplahvatused) • Pikilained e. P-lained (P-primo) on tihenduse ja hõrenduse korrapärase vaheldumise lained. Põhjustavad läbitava aine lokaalse ruumala perioodilist muutumist. • Vp = [(E + 4/3μ)/ρ]1/2 • Elastsusmoodul E =Pl/Δl, P pinge, Δl/l suhteline pikenemine-lühenemine, • Nihkemoodul μ = τ/tanθ, τ nihkepinge, θ nihkenurk

  4. P-lained

  5. Seismiline sondeerimine 2 • Elastsusmoodul iseloomustab kehade omadust vastu seista ruumilisele kokkusurumisele (ei iseloomusta kuju muutumist) • Nihkemoodul iseloomustab vastuseisu kuju muutumisele kahe ristisuunas piki puutujat mõjuva pinge toimel • Vs = (µ/ρ)1/2 • Vedelikes µ = 0 ja Vs = 0. P-lained levivad nii tahkes kui vedelas keskkonnas, S-lained ainult tahkes keskkonnas. • Moodulite E ja µ väärtused kasvavadMaa tsentri suunas kiiremini kui tihedus

  6. S-lained

  7. Seismoloogia ja seismograafia • P-lained ja S-lained = body waves • L- lained (L-longa) surface waves. Levivad erinevate omadustega keskkondade piiril ja on P ja S lainete tekitatud. • S-lained tavaliselt 1.7-1.8 korda P-lainetest aeglasemad • Seismiliste lainete amplituudi ja selle ajalist muutumist registreeritakse maapinnal paiknevate seismograafide abil • Seismoloogia Tartu Ülikoolis • Boriss Golitsõn (1862-1916), Tartus 1893 • Johan Vilip (1870-1942), valmistamine Hugo Masing

  8. Maavärina fookus ja epitsenter • Fookus e. hüpotsenter - koht Maa sees, kus maavärin toimub ja kust selle tekitatud lained levivad kõigis suundades • Epitsenter - koht maapinnal fookuse kohal (punkt, mille all maavärin toimub • Registreerides seismilisi laineid vähemalt 3 seismoloogiajaamas saab epitsentri asukoha leida

  9. Epitsentrite paiknemine

  10. Maavärinate tugevuse skaalad • Giuseppe Mercalli (1850-1914) 12-palline subjektiivne skaala 1902 • Charles Richter (1900-1985) maavärina magnituud 1935. • Logaritmiline skaala. Maavärinal vallanduva energia 10-kordsele kasvule vastab magnituudi kasv 0.5 ühiku võrra. • Magnituudile 9 vastab 1019 J. Vastab ligi 10 000 megatonni trotüüli plahvatusel eralduvale energiale. • Head seismograafid registreerivad alates magnituudist 2, • Inimesed tunnevad alates magnituudist 4, purustused alates magnituudist 5 ja suured maavärinad alates magnituudist 7.

  11. Giuseppe Mercalli skaala • 1 Ei ole tunda • 2 Tunnevad vähesed, kõrgematel korrustel • 3 Tunda hoonete sees • 4 Siseruumides tunnevad paljud, väljas mitte • 5 Tunnevad kõik, paljud ärkavad öösel üles • 6 Mööbel liigub, krohv mureneb. Paljud jooksevad toast • 7 Seismoloogilisi tingimusi arvestamata ehitatud hooned kahjustuvad • 8 Kahjustuvad ka seismoloogilistele tingimustele vastavad hooned • 9 Maapind rebeneb, hooned purunevad • 10 Sillad purunevad, maapinda tekivad praod • 11 Maapinnal lained, totaalne purunemine

  12. Maavärinaid keskmiselt aastas tugevuse järgi • Magnituud Arv • >8 1 • 7-7.9 17 • 6-6.9 134 • 5.5.9 1319 • 4-4.9 130000

  13. Kümme tugevaimat maavärinat alates 1900 • Tšiili 22.05.1960 9.5 • Alaska 28.03.1964 9.2 • Sumatra 26.12.2004 9.0 • Equador 31.01.1906 8.8 • Sumatra 28.03.2005 8.7 • Alaska 04.02.1965 8.6 • Tiibet 15.08.1960 8.6 • Kuriilid 13.10.1963 8.5 • Indoneesia 01.02.1938 8.5 • Tšiili-Argentiina 11.11.1922 8.5

  14. Maavärinad Eestis • Osmussaare maavärin 1976 4.7 magnituudi • Tallinna maavärin 1602 • Pärnu maavärin 1670 • kõik kuni 15 km sügavusel • Balti regioonis (Kaliningradi kandis) hiljuti > 5 magnituudi

  15. Seismiliste lainete levi Maa sisemuses

  16. Maa siseehitus 1 • Maa siseehituse kohta andmeid P ja S lainete levi kiiruse vertikaalsetest profiilidest, milledes kindlatel sügavustel üsna järsud hüpped • Mohorovičič’i piir 50-70 km sügavusel. Andrija Mohorovičič (1857-1936) 1909 • Beno Gutenberg - Maa sisemuses 3420 km raadiusega tihedam tuum. P-lainete murdumine.

  17. Maa siseehitus 2

  18. Maa siseehitus 3 • Ookeaniline maakoor 0-10 km, kahekihiline, kristalne, 0.1 % massist • Mandriline maakoor 0-50 km, kolmekihiline, kristalne, 0.374 % massist • Litosfäär = maakoor + vahevöö ülasosa, 0 -150 km • Vahevöö e. mantel kuni 2900 km sügavusele, 70 % massist • Ülavahevöö 10-400 km, üleminekutsoon 400-650 km, alavahevöö 650-2900 km, sellest D’’ üleminekukiht 2700-2900 km • Vahevöö plastne, voolav, koosneb silikaatidest

  19. Moho (A), Gutenbergi (B) ja Lehmanni(C) piirid

  20. Maa siseehitus 4 • Välistuum 2900 -5150 km, 30.8 % massist, vedel! • Sisetuum 5150-6370 km, 1.7 % massist, tahke! • Üleminekukihid , suurema anisotroopsusega • olemas Maa kõigis sfäärides • 650 km Golitsõni pind • Maa evolutsioon - olemasoleva heterogeensuse homogeniseerumine ja uue heterogeensuse loomine

  21. Maakoore keemiline koostis • Paljude kivimiproovide koostise statistiline analüüs • Frank Wigglesworth Clarke (1847-1931) • Üksikute elementide protsentides väljendatud suhtelist sisaldust maakoores nim. klarkideks • 99 % maakoorest 12 enamlevinud elementi • Kõige enam, ligi 50 %, hapnikku. Eriline, sama tähtis kui eluslooduses süsinikul, koht on ränil • Ligi 60 % maakoorest SiO2

  22. Maakoore koostis • Element Mason Clark & Washington Vinogradov • O 46.6 49.1 47 • Si 27.7 26 29.5 • Al 8.1 7.45 8.05 • Fe 5 4.2 4.65 • Ca 3.6 3.25 2.96 • Na 2.8 2.4 2.5 • K 2.6 2.35 2.5 • Mg 2.1 2.35 1.87 • Muu 1.5

  23. Magma ja vulkanism • Pole ühtset magmaookeani maakoore all nagu kunagi arvati • Magma tekkimine koldelise iseloomuga • Magmad erineva koostisega. Viskoossuse ja voolavuse määrab keemiline koostis, temperatuur ja lahustunud gaaside sisaldus • Vulkaanid esinevad piirkondades, kus magma pääseb maakoorde ja tungib lõhede ning õõnsuste kaudu maapinna lähedale • Maailmas üle 500 tegevvulkaani

  24. Vulkaan

  25. Vulkaanide paiknemine

  26. Vulkaanid • Vulkaanid seal, kus magma tungib maakoorde • Magma on aineringes kivimite tekke ja arengu vaheetapp • Varasemate kivimite aine sulab amorfseks voolavaks uute kivimite tooraineks • Magma omadused sõltuvad SiO2 sisaldusest • Happeline > 65 % • Keskmine 65 – 52 % • Aluseline 52 – 40 %

  27. Vulkaanipursete iseloomustamine • Plahvatuse indeks = Volcanic Explosivity Index VEI • Tolmulehviku Indeks = Dust Veil Index DVI • Purske üldiseloomustuseks sobib vabaneva energiahulga ekvivalent • Klimaatilise mõju suhtes tähtis vääveldioksiidi kogus, mis jõuab stratosfäär • Mineraalne tolm püsib stratosfääris umbes 1.5 kuud • Vääveldioksiidist tekib stratosfääri ülaosas gaasiline väävelhape, mis jahedamas alumises statosfääris kondenseerub piiskadeks

  28. Mõned lähimineviku vulkaanipursked Vulkaan Aine kogumass Atmosfääri Kõrgus VEI Laki, Island 100 Mt 0.3 km3 Tambora 70 – 150 150 70-80 km 7 Krakatoa 25 – 55 150 70-80 6 Santa Maria 5 5.4 21 6 Katmai 10-30 19.5 25 6 Agung 10-30 0.6 31 4 El Chichon 23 0.5 25 5 Pinatubo 30 6

  29. Tugevad pursked varasemast ajast • Purse Aeg VEI • Vesuuv 1660 BC 6 • Santorini 1620 BC 6 • Etna 6000 BC 6 • Laacher See 12900 BP 6 • Vesuuv 79 5 Toba 73 000 BP 8 • Yellowstone 2 milj. BP 8

  30. Hiljutiste suurte pursete mõju atmosfäärile • Sulfaatse aerosooli hulk stratosfääris • Tavaolukorras alla 1 Tg • El Chichon (1982) 8 Tg • Pinatubo (1991) 20 Tg • Pärast Pinatubo purset globaalne keskmine temperatuur 0.5 kraadi tavapärasest madalam, cirrus pilvede hulk kuni 40 % tavalisest suurem. Osooni kadu vahetult aerosooli pilves kuni 20 %. • Laacher See (12900 BP) 15 Tg

  31. Laamtektoonika • 18. Sajandini peeti maakoort igaveseks ja muutumatuks • James Hutton (1726-1797) kerkimishüpotees: Maa süvaaines sulab ja kerkib oma sisemise kuumuse mõjul. Kerkimine mägede tekke põhjuseks • 19. Saj. Keskel kontraktsioonihüpotees: Maa väline kest jääb Maa kokkutõmbumise tõttu suureks ja tõmbub kortsu • Katastrofismihüpotees: Maal toimuvad aeg-ajalt või koguni perioodiliselt globaalse mastaabiga kataklüsmid • 19. Saj teine pool: isostaasiahüpotees. Maakoor koosneb erineva tiheduse ja paksusega plokkidest, ujuvad plastsel süvakihil

  32. Laamtektoonika 2 • Kontraktsiooni ja paisumishüpoteesi kompromiss pulsatsioonihüpotees - Maa arengus vahelduvad kokkutõmbumise ja paisumise faasid • Fiksismihüpotees - mandrite ja ookeanide omavaheline asend geoloogilise ajaskaala piires muutumatu • Mobilismi hüpotees - kontinentaalse maakoore üksikud osad võivad plastsel alusel triivides muuta omavahelist asendit • Alfred Lothar Wegener’i (1880-1930) mandrite triivi hüpotees 1912. Töötas Tartus 1918 sügisel.

  33. Argumendid mandrite triivi poolt

  34. Laamtektoonika 3 • Wegener arvas, et mandrilise maakoore graniit triivib basaldil. • Litosfääri laamad triivivad astenosfääril • Horisontaalne liikumine 1-10 cm/aastas • Laamade piiride lähedal iseärased vööndid Maa pinnal: ookeanide keskahelikud, kurrutusvööndid, saarkaared, süvikud • Divergentsed e. väljavenitusvööndid - ookeanide keskahelikud, Ida-Aafrika, • Konvergentsed e. kokkusurumisvööndid

  35. Laamtektoonika aineringlus

  36. Ookeani keskmäestiku teke

  37. Ookeanilise ja kontinentaalnse laama kokkupõrge

  38. Kahe ookeanilise laama kokkupõrge

  39. Peamised maakoore laamad praegu

  40. Hot spot e. Kuumtäpp vulkanism

  41. Kuumtäppide asupaigad

  42. Havai kuumtäpp

  43. Ookeani keskmäestik ja kuumtäpp Islandil

More Related