GEOFIZYKA W GEOLOGII – nowy kierunek studiów

Geofizyka w GeologiiCzym jest Geofizyka w Geologii?Co mogę robić dalej?

Kierunek GEOFIZYKA W GEOLOGII to nowy makrokierunek stworzony wspólnie przez wydziały Geologii i Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Obejmuje on studia I i II stopnia (licencjackie i magisterskie).

Fascynują Cię trzęsienia ziemi i wędrówka kontynentów? Pasjonujesz się badaniami Marsa, które prowadzą sondy kosmiczne? A może chcesz poszukiwać nowych złóż surowców naturalnych lub osiągnąć sukces w przemyśle wydobywczym? Kierunek został utworzony dla studentów zainteresowanych naukami o Ziemi i innych ciałach niebieskich i ich badaniem metodami geofizycznymi, w tym ich praktycznym zastosowaniem.

Geofizyka bada i wykorzystuje praktycznie zjawiska fizyczne zachodzące na Ziemi. Badania geofizyczne obejmują zagadnienia o przeróżnej skali, począwszy od analiz gruntów, na których stawiane są budynki, poprzez rozpoznawanie budowy geologicznej Polski, aż po budowę wewnętrzną całej planety. Sztuczne satelity pozwalają spojrzeć na Ziemię z nowego punktu widzenia. W epoce eksploracji Kosmosu doświadczenia wyniesione z badań naszej planety są wykorzystywane w badaniach innych planet, księżyców i komet, gdzie zupełnie odmiennym środowiskiem rządzą te same prawa fizyki. Zajęcia prowadzone będą przez doświadczonych pracowników Wydziałów Fizyki i Geologii. Większość zajęć odbywać się będzie na terenie kampusu Ochota, m. in. w nowo oddanym do użytku budynku Wydziału Fizyki przy ulicy Pasteura 5a. Oferujemy dostęp do nowoczesnej aparatury w laboratoriach badawczych i dydaktycznych oraz do nowoczesnego oprogramowania. Kampus jest dobrze skomunikowany z resztą miasta, docierają do niego tramwaje i autobusy, a metro jest w zasięgu przyjemnego spaceru przez Pole Mokotowskie. Wzdłuż ulicy Banacha przebiega także wygodna ścieżka rowerowa.

Kierunek GEOFIZYKA W GEOLOGII wychodzi naprzeciw potrzebom współczesnych nauk o Ziemi. Studia obejmują bloki zajęć z matematyki, fizyki, informatyki, geofizyki, geologii i planetologii. Studenci zyskają wiedzę fizyczną potrzebną do zrozumienia procesów zachodzących na powierzchni i w głębi Ziemi, doświadczenie geologiczne, niezbędne, aby powiązać teorię z rzeczywistością oraz nauczą się wykorzystywać możliwości, jakie dają współczesne techniki komputerowe. Poznają zarówno praktyczne metody poszukiwawcze i eksploatacyjne, które mają zastosowanie w gospodarce, jak i metody badawcze. Stosujemy nowoczesne metody nauczania, wykorzystując dostępne w Internecie bazy danych i nowoczesne metody analizy. Zajęcia prowadzone są w małych grupach. Szczególną uwagę poświęcamy zdobywaniu praktycznych umiejętności w laboratoriach i podczas prac terenowych. Część zajęć prowadzona będzie przez Internet. Studenci mogą liczyć, że ich wykształcenie będzie naprawdę potrzebne w życiu zawodowym. W celu zapewnienia absolwentom jak najlepszego startu na rynku pracy obowiązkowe letnie praktyki studenckie odbywać się będą w firmach powiązanych z tematyką studiów.

GEOFIZYKA W GEOLOGII jest kierunkiem, który otwiera przed Tobą szerokie możliwości. Studia przygotowują do pracy zarówno w firmach komercyjnych (geofizycznych, poszukiwawczych, wydobywczych oraz związanych z przemysłem kosmicznym), jak i w jednostkach naukowych.

Absolwenci studiów I stopnia będą mogli kształcić się dalej na studiach stopnia II, pogłębiając swoją wiedzę i umiejętności. Nasi naukowcy prowadzą badania sejsmiczne w regionach polarnych, badają własności materii komet i księżyców planet-olbrzymów – to tylko niektóre spośród tematów ich prac. GEOFIZYKA W GEOLOGII pozwoli chętnym dołączyć do tego grona. Po uzyskaniu stopnia magistra absolwenci będą mieli możliwość uzyskania stopnia doktora w ramach studiów doktoranckich na obu wydziałach.

Nowe wieści z okolic Jowisza

 Io (z lewej) i Europa (z prawej) na tle olbrzymiego Jowisza, zdjęcie sondy Voyager 1.

Księżyce Io (z lewej) i Europa (z prawej) na tle Jowisza, zdjęcie sondy Voyager 1. Wszystkie szczegóły tarczy planety–olbrzyma, w tym Wielka Czerwona Plama spoglądająca na Io, są układami chmur.

NASA zorganizowała dzisiaj konferencję, aby powiadomić Ziemian o wykryciu aktywnych gejzerów na Europie, księżycu Jowisza. Odkrycie nie jest zupełną nowością, ale nowe obserwacje Teleskopu Hubble’a ukazują kolumnę erupcyjną gejzeru złapanego na gorącym uczynku! Jak to możliwe, że takie zjawiska zachodzą dzisiaj na skalno–lodowym ciele wielkości ziemskiego Księżyca, znajdującym się pięć razy dalej od Słońca?

Geofizyka wyjaśnia, że przyczyną są siły pływowe, takie same jak te, które odpowiadają za zalewanie plaż morskich dwa razy dziennie. Z tym że zamiast Księżyca, o masie 1/81 masy Ziemi, pływy na Europie wywołuje Jowisz, 318 razy masywniejszy od Ziemi. Bliżej Jowisza krąży księżyc Io. Pływy na nim są znacznie potężniejsze; na tym księżycu nie wybuchają gejzery, tylko gorące wulkany.

   Gejzery Europy tryskają na 200 km ponad lodową skorupę, wynosząc w przestrzeń kosmiczną wodę z oceanu ukrytego pod lodem. Takie zjawiska zachodzą także na Enceladusie, księżycu Saturna. Okrążająca go sonda Cassini, przelatując przez pióropusze pary, mogła bezpośrednio zbadać skład ukrytego oceanu. Gejzery Europy mogą pozwolić w przyszłości innej sondzie¹ „dotknąć” tego ukrytego środowiska, jednego z najbardziej obiecujących dla potencjalnego pozaziemskiego życia.

_____

¹ Orbita sondy Juno nie pozwala na takie badania, ale na lata dwudzieste planowana jest misja Europa Multiple-Flyby Mission.

Wieści z okolic Jowisza

Juno to bSonda Juno w pobliżu Jowisza. NASA.ezzałogowa sonda NASA (Narodowej Agencji Aeronautyki i Astronautyki USA). Sonda została wystrzelona 5 sierpnia 2011 roku za pomocą rakiety Atlas V i  weszła na orbitę heliocentryczną. Po ponad dwóch latach lotu ponownie zbliżyła się do Ziemi, żeby wykorzystać jej pole grawitacyjne do przyspieszenia ruchu i skierowania na drogę do Jowisza. Takie wykorzystanie pola grawitacyjnego planet nazywamy asystą grawitacyjną.. Na polarną orbitę wokół Jowisza sonda weszła 5 lipca 2016 roku. Będzie prowadziła obserwacje Jowisza i jego pola magnetycznego do lutego 2018 r. Po wykonaniu 37 okrążeń planety zaplanowane jest wprowadzenie sondy w atmosferę Jowisza i zakończenie w ten sposób jej misji..

Kolejny sygnał kosmitów?

W dniu 15 maja 2015 roku radioteleskop RATAN-600 w Rosji (przy granicy z Gruzją) odebrał niezidentyfikowany kilkusekundowy sygnał na fali o długości 2,7 cm. Sygnał przybył z kierunku gdzie znajduje się gwiazda HD164595 oddalona od Ziemi o blisko 94 lata świetlne (widoczna w gwiazdozbiorze Herkulesa). Fakt odebrania tego sygnału ujawniono dopiero 29 sierpnia 2016. Co prawda sygnał może być wynikiem naturalnych procesów, ale zainteresował też badaczy szukających sygnałów kosmitów w ramach programu SETI. Wyniki analizy sygnału zastaną przedstawione na Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego, który rozpoczyna się 26 września w Meksyku. Warto zauważyć, że nasz Układ Słoneczny porusza się w kierunku gwiazdozbioru Herkules z prędkością ok. 20 km/s.

Rakieta do wielokrotnego użytku

Falcon 9 - lądowanie pierwszego członu.

Falcon 9 – lądowanie pierwszego członu.

Od czasu zakończenia użytkowania amerykańskich promów kosmicznych rakiety były produktami do jednorazowego użytku. Taki sposób użytkowania jest uzasadniony może dla plastykowego kubka za 5 gr, ale nie do rakiety wartej 50 mln USD! Jednak dzięki firmie SpaceX epoka jednorazowych rakiet może się skończyć. Pisaliśmy już o jednym z lotów rakiety Falcon 9, której pierwszy człon wylądował na zdalnie sterowanej barce. Teraz ten odzyskany człon ma posłużyć do wyniesienia kolejnego satelity. Pierwszym klientem skuszonym 30% rabatem jest operator satelitów telekomunikacyjnych SES S.A. z Luksemburga. Jeszcze w tym roku rakieta Falcon 9 z „odzysku” miała wynieść satelitę SES-10 wyprodukowanego przez niemiecko-francuski koncern zbrojeniowy Airbus. Niestety, nie wiadomo czy termin ten zostanie dotrzymany, bowiem niedawno firmę SpaceX spotkało niepowodzenie – przygotowywana do startu rakieta wybuchła, niszcząc także satelitę przeznaczonego do umieszczenia na orbicie.

Jak odróżnić wybuch od trzęsienia ziemi?


W dniu wczorajszym świat obiegła informacja o kolejnej próbie jądrowej w wykonaniu Korei Północnej. Jeszcze zanim władze Korei Płn. potwierdziły doniesienia, naukowcy wiedzieli już że wstrząs o sile 5,3 M nie był wywołany przez naturalny proces, lecz właśnie wybuch bomby. Co więcej oszacowano tę energię bomby na 10 kiloton TNT. Skąd naukowcy są w stanie rozróżnić wstrząsy naturalne od tych wywoływanych sztucznie? Okazuje się że rozwiązanie jest dla sejsmologa proste – wystarczy obejrzeć sejsmogramy, czyli rejestracje drgań powierzchni Ziemi. Wybuch generuje głównie falę podłużną (P), która wywołuje krótkotrwałe drgania powierzchni Ziemi. Procesy w ognisku naturalnego trzęsienia ziemi to zwykle skomplikowane przemieszczenie mas skalnych wzdłuż uskoku generujące fale podłużne (P), poprzeczne (S) i powierzchniowe. Zdarza się jednak, że zapis bardzo głębokiego trzęsienia ziemi wygląda tak jak zapis wybuchu. Wtedy trzeba sprawdzić, czy widać na sejsmogramie falę, która przed dotarciem do stacji sejsmicznej odbiła się od powierzchni Ziemi (pP). Czas pomiędzy dojściem do odbiornika fali P i pP pozwala oszacować głębokość źródła.gwg_rys

Studiuj z nami! Zapraszamy!

0613-143207-fullDrodzy kandydaci na studia!

Przypominamy, że rekrutacja na studia na Wydziale Fizyki, w tym także na kierunek Geofizyka w Geologii, trwa tylko do 14 września! Jeśli chcesz dołączyć do naszego grona zachęcamy do jak najszybszego zarejestrowania się na stronach IRK. Jeszcze są 4 wolne miejsca na naszym kierunku.

Zapraszamy!

Trzęsienie ziemi we Włoszech

Tragiczne trzęsienie nawiedziło Włochy 24-08-2016 o godz. 3:50 UTC. Liczba ofiar może wynosić ok. 300. Zniszczeniu uległo wiele domów w kilku miejscowościach.

Poniższa mapa pokazuje izosejsty (czyli miejsca o jednakowej intensywności wstrząsów) tego trzęsienia.

USGS mapa Italy

Mapa izosejst trzęsienia ziemi z 24-08-2016. Tabela od góry: intensywność odczucia trzęsienia (górny wiersz), możliwe zniszczenia, maksymalne przyspieszenie gruntu w % przyspieszenia ziemskiego, maksymalną prędkość gruntu w cm s-1 i intensywność w skali XII stopniowej. Wg Geologicznej Służby Stanów Zjednoczonych (USGS).

Skale używane do opisu wstrząsów

Wstrząsy są wynikiem przesunięcia mas skalnych wzdłuż uskoku. Obszar gdzie nastąpiły te przesunięcia i wyzwolenie energii sprężystej nazywamy ogniskiem trzęsienia ziemi. Natężenie procesów w ognisku określamy za pomocą tzw. momentu sejsmicznego M (mierzonego w niutonometrach, czyli [N m]) zdefiniowanego jako:

M = μ A D,

gdzie μ to moduł sprężystości (ścinania) skał, A [m2] pole powierzchni uskoku, wzdłuż którego nastąpiło przesunięcie skał, D [m] przesunięcie skał. Magnitudę Mw za pomocą wzoru:

Mw = (2/3) log10(M0) – 3,7.

Skalę tę nazywamy skalą magnitud Mw (ang. moment magnitude scale lub MMS). Często skalę tę nazywa się też skalą Richtera, choć nie jest to żadna z oryginalnych skal opracowanych przez amerykańskiego geofizyka Ch. F. Richtera.

Mapa pokazuje intensywność trzęsienia w danym miejscu wg 12 stopniowej skali makrosejsmicznej. Nie jest więc to miara procesów w ognisku, ale miara skutków w danym miejscu. W tej skali makrosejsmicznej trzęsienia niewyczuwalne (czyli rejestrowane tylko przyrządami) mają intensywność I, zaś najsilniejsze – intensywność XII.  Intensywność wstrząsu ocenia się po efektach: odczuciu i zniszczeniach lub po przyspieszeniu lub prędkości drgań gruntu. Patrz:  SkalaMercallego

Lato z geofizyką (4)

KONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA

Mierzymy anomalie grawitacyjne

Każdy interesujący się naukami o Ziemi wie, że pole ciężkości na Ziemi nie jest jednakowe na Ziemi. Odchylenia od standardowej wartości nazywamy anomaliami grawitacyjnymi. Mierząc je, wykrywa się złoża niektórych minerałów. Niestety zwykle wahadło wykorzystane do pomiarów przyspieszenia opisane w „Lato z geofizyką (2)” jest o wiele za mało dokładnym przyrządem aby wykryć niewielkie różnice pola ciężkości (rzędu 1/100000 wartości). Jeżeli jednak mamy w domu dobry zegar wahadłowy, to możemy wykorzystać go do naszych badań geofizycznych.

Pełny opis Lato z geofizyką zadanie 4

 

 

Najbliższa gwiazda, najbliższa planeta

This artist’s impression shows a view of the surface of the planet Proxima b orbiting the red dwarf star Proxima Centauri, the closest star to the Solar System. The double star Alpha Centauri AB also appears in the image to the upper-right of Proxima itself. Proxima b is a little more massive than the Earth and orbits in the habitable zone around Proxima Centauri, where the temperature is suitable for liquid water to exist on its surface.

Wizja artystyczna powierzchni planety. Na niebie widać czerwonego karła Proxima Centauri, ale także podwójną gwiazdę alfa Centauri AB, w górę i na prawo od Proximy. Proxima b ma masę nieco większą od Ziemi, krąży w ekosferze gwiazdy, czyli w strefie, w której na powierzchni może istnieć ciekła woda.

Przeszło 26 lat temu ujrzeliśmy Ziemię jako „błękitną kropkę” na pamiętnym zdjęciu sondy Voyager 1, opuszczającej nasz układ planetarny. Dziś o sukcesie doniósł program „Pale Red Dot”, który poszukiwał śladu istnienia takiej „kropki” skąpanej w słabym czerwonym świetle najbliższej gwiazdy, Proximy Centauri. Badacze nie dostrzegli wprawdzie planety przez teleskop, ale wykryli efekt jej przyciągania, które w ciągu 16 lat obserwacji delikatnie, ale regularnie co 11,2 dnia przesuwało gwiazdę to w naszą stronę, to dalej od nas. Dzięki temu wiadomo, że planeta Proxima Centauri b ma masę 1,3 masy Ziemi i najprawdopodobniej jest planetą typu ziemskiego. Planeta okrąża gwiazdę w odległości równej zaledwie 5% dystansu Ziemia–Słońce. Jednak krążąc wokół znacznie słabszej gwiazdy, otrzymuje od niej akurat tyle energii, aby ewentualna woda na powierzchni planety mogła być ciekła, a to otwiera perspektywy dla istnienia życia! Warunki na powierzchni są jednak na razie nieznane.

Ciekawą cechą tej planety może być jej obrót: astronomowie i geofizycy, w tym nasi studenci, wiedzą że okres obrotu planety krążącej tak blisko gwiazdy powinien zsynchronizować się z okresem obiegu. Zatem podobnie jak Księżyc zwraca się jedną stroną do Ziemi, nowo odkryta planeta może być odwrócona jedną stroną ku gwieździe, podczas gdy druga znajduje się w wiecznym cieniu. Różnice klimatu pomiędzy półkulami byłyby wówczas dramatyczne, chociaż gęsta atmosfera transportująca ciepło na „ciemną stronę” mogłaby je łagodzić. Tajemnice Proximy Centauri mogą odkryć nowe teleskopy, bądź ambitne programy takie jak Breakthrough Starshot, którego celem jest wysłanie sondy do układu alfa Centauri.
/PW

Lato z geofizyką (3)

Piracki pomiar promienia Ziemi

Proponujemy teraz inny sposób pomiaru promienia Ziemi. Nazywać do będziemy pirackim, bowiem mógł przyjść do głowy właśnie piratom odpoczywającym w lagunie. Zamiast laguny na dalekim oceanie może to być średniej wielkości jeziorko w Polsce.

Tym razem noc jest właściwszą porą do pomiaru. Korzystamy z faktu, że niezaburzona powierzchnia wody w morzu przyjmuje kształt geoidy, czyli tego co rozumiemy jako kształt Ziemi. Jest to powierzchnia jednakowego potencjału pola grawitacyjnego i siły odśrodkowej. Także powierzchnia wody w jeziorze jest powierzchnią jednakowego potencjału, tyle że może być na innej wysokości niż poziom morza, zależnie od wysokości położenia jeziora. Dla naszego pomiaru promienia Ziemi, ta wysokość jest bez znaczenia. Pełnimage001y opis pomiaru przedstawiony jest tutaj.  piraci_1

L. Cz.

P.S. Oczywiście, zachęcamy do przysłania wyników.