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.

 

Bridgmanit – najpowszechniejszy minerał Ziemi

Mineralogia meteorytów jest skromniejsza niż Ziemi – meteorytach naliczono ok 300 różnych minerałów, podczas gdy na Ziemi – ponad 5000! Ale to w meteorytach odnalezione pierwsze próbki ważnych minerałów z płaszcza Ziemi. Dostarczył nam je meteoryt Tenham (chondryt węglisty) spadły w 1879 roku w Australii. W 1969 roku, w tym meteorycie odkryto ringwoodyt (ang. ringwoodite), minerał będący wysokociśnieniową odmianą oliwinu. We wnętrzu Ziemi ten minerał znajduje się dopiero na głębokości 410-660 km w tzw. strefie przejściowej płaszcza. Kolejną niespodziankę sprawił meteoryt w 2014 roku. Wtedy grupa uczonych z Argonne National Laboratory odkryła w nim (Mg, Fe) SiO3 w strukturze perowskitu. W tym samym roku minerał otrzymał wreszcie swoją nazwę: bridgmanit (ang. bridgmanite). Jest to główny minerał dolnego płaszcza na głębokościach od 670 do 2700 km i ten minerał stanowi ok. 38% całej Ziemi! O jego istnieniu wiedziano od lat siedemdziesiątych XX wieku, gdy substancję otrzymano sztucznie w laboratorium. Ale sztucznie otrzymanych substancji nie można nazywać minerałem. W bridgmanicie krzem i tlen tworzą ośmiościany, a nie czworościany jak w krzemianach pospolitych na powierzchni Ziemi.

Więcej na: http://wiedza.alkahest.umcs.pl/tag/bridgmanit/

Zdjęcie brigmanitu znajdziesz tutaj: http://www.nbcnews.com/science/science-news/most-abundant-mineral-finally-gets-name-bridgmanite-n134611

Islandia, a badania Marsa

Dla geofizyki Islandia jest jednym z ważnych obiektów badań nad wulkanizmem i tektoniką Ziemi. Przez wyspę przebiega granica pomiędzy dwiema wielkimi płytami tektonicznymi oraz strefa ryftowa, wzdłuż której następuje powstawanie nowej skorupy ziemskiej. Sama wyspa jest rezultatem wielkich wylewów magmy związanych z tzw. pióropuszem płaszcza, czyli strumieniem gorącej magmy dopływającej od spodu pod wyspę. Dzięki aktywności wulkanicznej gorące skały są szeroko wykorzystywane, jako źródło energii geotermalnej, na której oparta jest energetyka kraju.

Ale wyspa jest też obiektem badań uczonych interesujących się lodowcami i zjawiskami

Lodowiec na Islandii

Lodowiec na Islandii

w strefach zmarzliny. Niedawno z wyprawy badawczej wróciła wyprawa Dr Natalii Zalewskiej, z którą współpracujemy nad procesami obserwowanymi w ziemskich strefach zmarzliny i analogicznymi procesami na Marsie.

 

 

  1. Czechowski

Lato z geofizyką (2)

Mierzymy przyspieszenie grawitacyjne na Ziemi

Do pomiaru potrzebne jest wahadło i stoper. Obecnie stoper jest w każdym prawie telefonie komórkowym. Trochę większy problem jest z wahadłem. Musimy mieć kulisty ciężarek i cienką, wiotką, lecz nierozciągliwą nić. Najlepsza byłaby ciężka metalowa kulka o średnicy kilku centymetrów. W ostateczności możemy przygotować ciężarek z modeliny lub plasteliny. Ważna jest jego kulistość. Długość wahadła powinna wynosić ponad metr. Najlepiej powiesić je na haku w suficie tak, aby wisiało niewysoko nad podłogą – Rys. 1. Próbujemy, czy przy po wychyleniu o kilka stopni będzie wahało się wystarczająco długo (ok. 100 razy).

Rys. 1. Idea doświadczenia. Pełne wahanie jest od maksymalnego wychylenia w punkcie A do powrotu wahadła do punktu A. Nie wychylamy początkowo wahadła silnie, bo wzór (1) dla dużych wychyleń jest niedokładny.

Rys. 1. Idea doświadczenia. Pełne wahanie jest od maksymalnego wychylenia w punkcie A do powrotu wahadła do punktu A. Nie wychylamy początkowo wahadła silnie, bo wzór (1) dla dużych wychyleń jest niedokładny.

Tutaj jest dokładny opis doświadczenia

Zapraszamy do przesyłania wyników. L. Cz.