2.4.Естественные сейсмические поля
Естественные cейсмоакустические и шумовые поля представляют собой упругие волны с разной частотой колебаний, созданные землетрясениями, ударами метеоритов и разрядкой напряженного состояния массивов горных пород в результате разнообразных динамических процессов. [5].
Упругие поля землетрясений. В результате землетрясения от его центра, называемого гипоцентром, расходятся упругие волны: продольные с колебанием частиц вещества недр вдоль направления луча и поперечные, обусловленные упругими волнами сдвига.
Шумовые поля сейсмической эмиссии.
Акустическая или cейсмоакустическая эмиссия является результатом накопления и разрядки напряжений и происходящих деформаций, обусловленных различной вибро- и тензочувствительностью2 массивов горных пород. В результате в верхней части земной коры постоянно наблюдаются шумовые поля, анализ интенсивности и частотного спектра которых может давать информацию для решения геодинамических экологических задач.
2.5.Температурное поле Земли
Земля представляет собой гигантскую энергетическую машину, в которой различные виды энергии - солнечная, радиоактивного распада химических элементов в породах, вулканической деятельности, землетрясений, гравитационного сжатия, приливного трения и др. - превращаются в тепловую энергию, формируя температурный режим ее недр и поверхности. Тепловое состояние Земли и закономерности его изменения определяются общим тепловым балансом приходящей энергии космического и солнечного излучения и внутреннего тепла, обусловленного рядом глобальных, региональных и локальных особенностей строения планеты и литосферы.
Установившийся тепловой режим способствует протеканию геологических, геохимических, геофизических, биологических процессов и созданию условий, пригодных для существования живых организмов, т.е. имеет фундаментальное значение. В частности, физические свойства вещества недр Земли, такие, например, как вязкость, упругость, электропроводность, намагниченность, играющие важную роль в формировании геофизических полей, частично, а иногда и в значительной мере зависят от температуры на той глубине, где это вещество находится.
Источниками, поддерживающими температурное (геотемпературное) поле Земли в целом и верхних ее слоев - литосферы, являются внешние (космические) и внутренние (планетарные) процессы. К числу внешних процессов относятся солнечная радиация, излучение звезд, энергия метеоритов, падающих на Землю, гравитационное воздействие Луны и Солнца. К внутренним источникам тепла относят начальную внутреннюю теплоту Земли при ее образовании и последующей тепловой жизни и современное теплообразование за счет радиогенного тепла, которое создается благодаря распаду рассеянных в горных породах изотопов урана, тория, калия 40 и иных радиоактивных элементов; тепла, обусловленного различными процессами, протекающими в недрах Земли, вулканической, тектонической и сейсмической деятельностью, дифференцией и перемещением глубинных масс, деформацией за счет приливов под действием Солнца и Луны, плавлением, химическими реакциями с выделением или поглощением тепла, гидротермальными и другими процессами.
2.6.Радиационное поле
Естественное радиационное поле, или поле ионизирующих излучений (естественная радиоактивность), наблюдаемое на поверхности Земли, играет очень большую роль.Нормальный радиационный фон формируется излучением, приходящим к поверхности планеты извне, из дальнего космоса и околоземного пространства, а также наличием в земной коре радиоактивных элементов и процессом дегазации планеты, в ходе которого на поверхность ее выносятся радиоактивные газы - радон (222Rn) и торон (220Rn).
Космический фон, на долю которого приходится меньше половины общего уровня радиоактивности, характеризуется мощностью дозы излучения 0,03-0,06 мкГр/ч (3-6 мкР/ч).
Нормальная радиоактивность горных пород обусловлена кларковым3 содержанием в ней радионуклидов. С радиоактивностью горных пород тесно связана радиоактивность природных вод и газов. В целом в гидросфере и атмосфере содержание радиоактивных элементов ничтожно мало. Подземные воды могут иметь разную радиоактивность. Особенно велика она у подземных вод радиоактивных месторождений и вод сульфатно-бариевого, хлоридно-кальциевого составов.
К зонам повышенного радиоактивного риска относятся регионы, где на поверхность Земли выходят граниты, гнейсы, вулканические туфы, фосфориты и другие породы с повышенным содержанием урана и тория. [7]
Выводы к разделу «физические поля Земли»:
Измерение тех или иных параметров естественных и искусственных физических полей стало технической основой геофизических исследований Земли. [7]
Сущность методов геофизики, их зависимость от физических свойств горных пород, решаемые геологические экологические задачи рассмотрены ниже. Каждая горная порода - это сложное вещество, состоящее из трех фаз: твердой (один или несколько минералов), жидкой (водный раствор, нефть или нефтепродукты) и газообразной (воздух или горючие газы). Поэтому физические свойства горных пород определяются прежде всего свойствами самих фаз, их количественным соотношением в породе.
Различия физических свойств горных пород (плотностных, магнитных, электрических, упругих, тепловых, ядерных), а также геометрических параметров (глубин залегания, размеров) разных геологических и геоэкологических объектов, служат причиной появления геофизических аномалий тех или иных параметров физических полей Земли, т.е. отклонений реальных наблюденных (измеренных) параметров от нормального поля. Нормальные поля зависят от природы естественных или от способов создания искусственных физических полей и, например, для наземных методов рассчитываются обычно применительно к однородному полупространству. На выявлении и изучении аномальных полей основаны аэрокосмические, наземные (полевые), аквальные (акваториальные) и скважинные методы прикладной геофизики.
|
