Тепловое поле Земли, результаты измерений теплового потока на суше и океанах, его график

      Таблица 6. Распределение температура в  ядре в доляхТпри Н = 5000 км: Т_Н=5000 = 1. При Т₅₀₀₀ = 6000⁰К находим Т₂₉₀₀= 4300⁰К  

     Конечно, принятое значение Т₅₀₀₀ = 6000⁰К может быть заметно завышенным, так как добавление к железу, например, примесей кремния в количестве 20% снижает температуру плавления на 300⁰К. Если же ядро состоит в основном не из железа, а из металлизированных силикатов, то сказать что-либо о температуре ядра еще труднее. Однако, применяя формулу Линдемана, можно все еще оценить и температуру плавления металлизированных силикатов. На рис. 5 кривая «силикаты» показывает предполагаемый ход плавления.  

     Обобщенная  температура по радиусу  Земли 

     1.По  В.А. Магницкому. Подводя итог имеющихся сведений о температуре земных недр, можно отметить следующие основные температуры: Т₁₀₀ = 1100-1300⁰С, Т₄₀₀ = 1400-1700⁰С, Т₂₉₀₀ = 2200-4700⁰С. Если провести плавную кривую через середины этих интервалов (точкиА, В, С), то получим наиболее вероятное распределение температур внутри Земли по имеющимся у нас данным (рис. 6).

      Рис. 5. Кривая плавления Feдля условий в ядре при Т_м0 = 1805⁰К. Пунктиром для железа проведена кривая плавления, рассчитанная с помощью метода критических концентраций дефектов в соответствии с уравнением состояния железа. 

      Рис. 6. Вероятное распределение температур внутри Земли 

     Для ядра на глубинах больше 2900 км кривая температур проведена до точкиСпо адиабате. Пользуясь формулой (14), получим для глубины 5000 км температуру 5000⁰С, что по существу не отличается от простой экстраполяции температурной кривой из оболочки в ядро. Пунктиром показан ход кривой температуры от точки С по адиабате в жидком ядре железного состава.

      2. По Дж. Джекобсу. Разумное с точки зрения термодинамики объяснение понижения температурного градиента с увеличением глубины дал Дж. Джекобс. Кратко, согласно, суть сводится к следующему. Определение распределения температуры внутри Земли следует, в принципе, начать с распределения плотности, из которого, применив закон тяготения Ньютона, можно вычислить распределение давления с глубиной. Далее необходимо по аналогии с зависимостью между сжимаемостью и давлением предположить, что объемный коэффициент температурного расширения α

             (15)

     где α₀и ρ -  постоянные.

     Теперь  можно определить распределение  температуры внутри Земли. Адиабатический градиент температуры (при постоянной энтропии) удовлетворяет уравнению:

           (16)

     гдеТ– температура, ρ - плотность и С_{р -} теплоемкость при постоянном давлении, S - энтропия. Подставляя (15) в (16) получим:

           (17).

     Если  далее предположить, что - величина постоянная, то полученная зависимость  может быть проинтегрирована: C_р

           (8.18)

     Поскольку зависимость плотности от глубины (и от давления) приблизительно известна, то уравнение (18) может быть проинтегрировано численно. Если начать все вычисления с глубины Н = 100 км, на которой положитьТ= 1500⁰К, то результатом вычислений по схеме (15) – (18) будет зависимость, качественно близкая зависимости на рис. 6 при значении температуры центре Земли примерно 6000⁰К.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Литература

Основная:

1. В.А. Магницкий.  Внутреннее строение  и физика Земли.  М., Недра, 1965

2. В.А. Магницкий.  Общая геофизика.  Изд-во МГУ, 1995.

3. Ф. Стейси. Физика  Земли. М., Мир, 1972.

4. В.Н. Жарков. Внутреннее  строение Земли  и планет. М., Наука, 1978.

5. М.Я. Маров. Планеты  Солнечной системы.  М., Наука, 1981.

Дополнительная:

1. И.И. Гурвич. Сейсмическая  разведка. М., Недра. 1970

2. А.К. Маловичко, В.И. Костицын. Гравиразведка. М. Недра.1992.

3. Магниторазведка.  Справочник геофизика.  М., Недра. 1990.

4. Электроразведка.  Справочник геофизика.  М., Недра. 1980.

5. Е.М. Филиппов. Геофизические  поля и познание  планеты. Киев, 1991.

6. Ксанфомалити. Парад планет. М., Наука, 1997

7. Н.И. Карякин, К.Н.  Быстров, П.С. Киреев. Краткий справочник  по физике. М., Недра, 1980.

8. К. Кухлинг. Справочник  по физике. М., Мир, 1982.

Перечень  методических указаний и наглядных  пособий:

1. А.Н.  Дмитриев. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Физика Земли». Тюмень, 2004 г.

2. А.Н.  Дмитриев. Методические указания  к лабораторным работам по  дисциплине «Разведочная геофизика». Тюмень, 2004 г.

3. Никонов  Н.А. “Практические работы по  интерпретации сейсмических материалов”, изд. Саратовского Университета, 1972.

     Плакаты, графики, временные сейсмические разрезы, карты.