קורס מבוא לגיאולוגיהמרצה: שמוליק מרקו

הקורס ניתן כאן

גיאולוגיה = מדעי כדור הארץ

עיסוקים עיקריים:

הרכב ומבנה כדור הארץ

הראשית וההתפתחות בזמן

תהליכים והכוחות המניעים אותם

סכנות )רעידות אדמה, שטפונות, מפולות(

ניצול משאבים )חומרים, אנרגיה, מים(

פני השטח של כדור הארץחלוקה ליבשות ואוקיאנוסים *

רוב השטח מישורי, ההרים הגבוהים והעמקים העמוקים *ביותר מסודרים ברצועות

!!! כמה גדלנו

מערכת השמש

U R Here

כוכב )השמש( ופלנטות שמקיפות אותו במסלולים שנמצאים +/- במישור אחד

גלקסיה כדוגמת שביל החלב

מספר 1011~הכוכבים

גלקסיה כדוגמת שביל החלב

מספר 1011~הכוכבים

גלקסיות

בחלל

הפלנטות סביב השמש

Mercury

VenusEarth

Asteroid belt

Jupiter Saturn

PlutoNeptune

Uranus

Mars

מאפיינים: פלנטות קטנות סלעיות קרובות לשמש וגזיות גדולות רחוקות מהשמש, תנועות רוטציה והקפה אחידות

במישור, מפל טמפרטורות, עיקר המסה בשמש, עיקר תנופת הסיבוב בפלנטות.

השמש

99.85%מהמסה במערכת השמש

Sun spots, 21-25 Feb. 2004

Magnetic storm in the Sun22.10.03 ; 10:00-18:00

השמש במספריםDiameter 1,390,000 km ; 110 X the Earth

Mean Distance from Earth

149,597,890 km = 1 Astronomical Unit )AU(

Age of Sun 4.5 - 4.7 billion years

Volume (Earth=1) 1.412 x 1033

Mass 1.99 x 1030 kg or 332,830 times the Earth

Density 1.41 gm/cm3

Surface gravity 28 )Earth = 1(

Length of day or Differential Rotation

25.4 Earth days at the equator, near the poles it's as much as 36 Earth days.

Temperature 5,500° C

מאדים ארץ נגה

,קר מדיהמים קפואים

,חם מדיהמים במצב גזי

הטמפרטורה בכדור 4הארץ נשמרת מזה מיליארד שנה מעל

הקיפאון ומתחת לרתיחה של מים

"הבעיה של זהבה"מה הביא להיווצרות חיים דוקא בכדור

הארץ?

היווצרות מערכת השמש על פי קאנט

קריסה של הערפילית בגלל כוח הגרביטציה

מהתיאור של קאנט נובע ...ש

כדור הארץ היה בראשיתו הומוגני•הרכב כדור הארץ זהה להרכב השמש•כדור הארץ כיום אינו הומוגני•

מכאן שהתרחשו בו תהליכי הפרדה

בראשיתהפרדהכיום

ערפיליות - אתרי היווצרות כוכביםתצפית תומכת ברעיון של קאנט

NGC3603

מיליארד שנה4.5כדור הארץ היום ולפני

האנרגיה הראשונית – מכות פגיעה של מטאוריטים

מכתשי פגיעה בירח – עדות להפגזת המטאוריטים הקדומה

מכתשי פגיעה של מטאוריטיםאריזונה צ'אד

Chondritic Meteorite (thin section)

Undifferentiated Matter4600 million year old

Meteorites

שביטיםספקי מים לכדור הארץ

שמש

אנליזה של החומר בערפיליות וכוכבים מרוחקים טביעת האצבעות של החומר כתובה באור

ספקטרום פליטה

ספקטרום בליעה

קרינה

Na

H

Ca

Hg

Ne

ספקטרום של האור הנראה

פעילות וולקנית מבטאת המשך תהליך הדיפרנציאציה

מקורות החוםהחום הראשוני

פגיעות מטאוריטים•חימום אדיאבטי•אנרגית גרביטציה עם •

היווצרות הגלעיןיסודות רדיואקטיביים קצרי •

חיים

בהמשךיסודות רדיואקטיביים ארוכי •

חייםכוחות גיאות•

Degassing

הפרדת החומרים מתרחשת על ידי התכה. חומר קל צף ועולה וחומר

.כבד שוקע

מעטפת

Mohoקרום

מבנה כדור הארץ

מ ע ט פ ת

גלעין חיצוני

גלעין פנימי

קרום

איך חוקרים את פנים כדור הארץ?. השדה המגנטי: מעיד על גלעין שעיקרו עשוי ברזל1

שינויים תכופים בשדה מעידים על

מקור דינמי

איך חוקרים את פנים כדור הארץ?. גלים סייסמיים2

גל לחץ ק"מ בשניה8

גל גזירה ק"מ בשניה5

רק במוצק!

גל שטח ק"מ בשניה5-4

איך חוקרים את פנים כדור הארץ? . גלים סייסמיים: עוברים במהירות שונה בחומרים שונים2

"איזור הצל" מלמד על גלעין חיצוני מותך

הקרום לעומת כלל כדור הארץ . השוואת הרכב:3

שיטות גיאופיזיותגלים סייסמיים•

מגנטיזם•

גרביטציה•

שפיעת חום•

Composition

Crust (granite-cont./basalt-ocean)

Mantle (ultramafic)

Core (iron-nikel)

חלוקה של כדור הארץMechanical State

Lithosphere (solid)

Asthenosphere (upper mantle, partly molten)

Lower mantle (solid)

Outer core (liquid)

Inner core (solid)

Moho

D’’

Upper part of the Earth

“Moho”

Mohorovicic discontinuity: Sharp velocity increase, caused by composition difference between Mg+Fe rich (“mafic”) mantle and Na+K+Al rich crust

~8 km/s

~6 km/sP-waves

דיפרנציאציה על ידי התכה

Mantle

CrustMoho

Mantle Convection Simulation

Stromatolites The Earliest known fossils, 3.8

b.y.

Stromatolites: Cyanobacteria, “Architects of earth's atmosphere”

Modern analogue in Australia

Cyanobacteria in hot springs, Dead Sea

Uniformity: A basic work hypothesis

The Present is the key to the past

First building materials of life

Miller-Urey experiment

First building materials of life

Miller-Urey experiment

Evolution of Earth’s

Atmosphere

Human contribution

Fossilbacteria

Eukaryotes

Banded Iron FormationsEarliest Evidence for Oxidizing Atmosphere