Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 82087


Наименование:


Курсовик Энергия аккреции и гравитационной дифференциации вещества

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 25.11.2014. Сдан: 2013. Страниц: 26. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Оглавление.
Введение………………………………………………………………..……....1
1.Энергия аккреции и гравитационной дифференциации вещества…….....2
1.1 Энергия аккреции………………………………………………….............2
1.2.Энергия гравитационной дифференциации……………………………..4
2.Содержание радиоактивных элементов в Земле и энергия их распада…9
3.Энергия приливного трения……………………………………………….15
4. Теплопотери Земли……………………………………………………….19
5. Энергетический баланс Земли…………………………………………...22
6. Заключение………………………………………………………………..24
7. Список используемой литературы…………..…………………………..25


Введение
Тектоническая активность Земли напрямую зависит от её внут­ренней энергии. Исходя из идеи первоначально холодной Земли, необходимо объяснить источники разогрева нашей планеты до её совре­менного состояния с учётом теплопотерь в околоземное космиче­ское пространство.
В современной Земле с глубиной температура недр растёт и составляет до 1300-4350°С в верхней мантии, на по­верхности ядра находится в пределах 3000°С, а в его центре может достигать более 4000°С. Через земную поверхность теряется до 10,3*1012 кал/с тепла. По расчётам В.Н. Жаркова за всю геологическую историю Земля потеряла порядка 1,1..4*103 кал, остыв при этом примерно на 800°С. По другим данным (В.П. Трубицын, 2000) величина остывания нашей планеты за последние 4*109 лет оценива­ется в 400°С. В любом случае энергетические источники Земли должны были обеспечить не только её разогрев до современных значений, нои в какой-то степени компенсировать указанные теплопотери.
К основным источникам энергии нашей планеты относятся энергию аккреции, гравитационной дифференциа­ции, радиоактивного распада и приливного трения. Эти источники энергии будут рассмотрены в курсовой работе.Будут приведены расчеты численных оценок этих величин, графики изменения скорости выделения каждого из видов энергии, графики выделения энергии в зависимости от времени, графики эволюции содержания радиоактивных элементов, графики выделения суммарной энергии на Земле за время её существования.
При оценке энергетического баланса Земли не учитывается роль солнечного излучения. Несмотря на то, что поток солнечной энергии в настоящее время в 4000 раз превышает глубинный тепловой поток на поверхности нашей планеты, он оказывает слишком малое влия­ние на тектонические процессы. В основном солнечное тепло опре­деляет течение экзогенных явлений: выветривания горных пород, транспортировку продуктов разрушения, осадконакопление и, ко­нечно же, развитие земной жизни. То, что тектономагматические процессы являются следствием именно внутренней энергии Земли, доказывается возрастанием температуры с глубиной и существова­нием постоянного теплового потока.


1. Энергия аккреции и гравитационной дифференциации Земли
К основным первичным источникам энергии Земли, запасенной ею еще в процессеобразования, можно отнести часть энергии гравитационной аккреции земного вещества(энергии выпадения на Землю планетезималей) и энергию сжатия земных недр. Процесс образования Земли за счет аккреции протопланетного газопылевогооблака развивался примерно за 100 млн лет и завершился около 4,6 млрд лет тому назадобразованием молодой и в среднем однородной по составу Земли.
На геологической стадии развития, начиная приблизительно с 4,0 млрд лет назад,стал развиваться другой мощный процесс - выделение гравитационной энергии,связанной с плотностной дифференциацией земных недр. Этот процесс привел квыделению в центре Земли плотного окисно-железного ядра и к возникновению востаточной силикатной оболочке, т.е. в ее мантии, интенсивных конвективных движений- непосредственной причины ее тектонической активности.
1.1.Энегрия аккреции.
Энергию аккреции можно отождествить с некой работой, которую необходимо затратить для того, чтобы удалить всё вещество Земли на бесконечность, т.е. с потенциальной энергией планеты (U). По О.Г.Сорохтину (1979) её можно определить либо по распределе­нию плотности с глубиной первичного земного вещества р(г), либо по распределению давления Р(г):

U= - по распределению плотности,

U= - по распределению давления,
где m(r) - масса земных недр, заключённых в сфере радиусом г; р(r) - плотность земного вещества на уровне r; Р(r) - давление на уровне r; G - гравитационная постоянная; R - радиус современной Земли. Энергия аккреции (Еа) равна потенциальной энергии первичной
Земли (U4 6) взятой с обратными знаками:
Ea= - U4,6
Соответствующие расчеты показывают, что в процессе образования Земли выделиласьогромная энергия аккреции, приблизительно равная 23,24·1038 эрг.Часть этой энергии, около 3,24·1038 эрг, ушла на упругое сжатие земных недр,однако существенно бoльшая доля энергии аккреции, около 20,0·1038 эрг, перешла втепло. Если бы в процессе образования Земли не происходило интенсивных теплопотерьчерез земную поверхность, то ее средняя температура могла бы подняться до 30 000 °С иземное вещество полностью испарилось бы. В действительности же, как мы знаем (иначене было бы и нас самих), такого интенсивного разогрева земных недр не возникло.Объясняется это тем, что формирование нашей планеты происходило в течениедостаточно длительного промежутка времени - порядка 100 млн лет, а энергия ударовпланетезималей выделялась только в приповерхностных слоях растущей Земли и поэтомубыстро терялась с тепловым излучением планеты. Более того, судя по геологическимданным (вернее, по их отсутствию), первичный разогрев Земли тогда был не оченьсущественным. В противном случае в молодой Земле неизбежно начали бы выплавлятьсядифференцированные магматические породы типа лунных анортозитов или базальтов, аони, как более легкие, должны были бы сохраниться и до наших дней. Однако, несмотряна активные поиски геологами многих стран таких древних пород (возрастом более 4млрд лет), они нигде так и не были найдены.Первичный разогрев Земли скорее всего действительнобыл не очень большим. По расчетам В.С. Сафронова, максимальная температура 1600-1800 К тогда существовала на глубинах около 800-1000 км. Уточнить значение начального теплозапаса молодой Земли оказывается возможным, если учесть, что первые расплавы в земных недрах появилисьтолько через 600 млн лет после ее образования, т.е. около 4 млрд лет назад. Этоподтверждается как находками на Земле базальтов возрастом 3,8 млрд лет (Мурбат, 1973),так и четко отмечается началом базальтового магматизма на Луне около 4,0 млрд летназад. Действительно, как показывают расчеты, за первые 600 млн летжизни Земли в ее недрах выделилось приблизительно 1,16·1037 эрг радиогенной и 2,04·1037эрг приливной энергии. Следовательно, кривая распределениятемпературы в Земле около 4,0 млрдлет назад (т.е. перед началом архея) должна была“касаться” кривой плавления земного вещества на уровнях верхней мантии (см. рис.1).

Рис. 1. Распределение температуры в молодой Земле: 1 - начальная температура Земли около 4,6 млрд летназад; 2 - температура на рубеже катархея и архея около 4 млрд лет назад; 3 - температура плавленияжелеза; 4 - температура плавления силикатов
Отсюда уже легко рассчитать как начальное положение кривой распределениятемпературы в молодой Земле, так и ее начальный теплозапас,оказавшийся равным 7,12·1037 эрг. Для сравнения отметим, что теплосодержаниесовременной Земли существенно бoльшее - около 15,9·1037 эрг. Из этого видно, что завремя существования Земля существенно прогрелась (в среднем на 1650 °С) и более чемвдвое увеличила свойтеплозапас.Это значит, что при отсутствии процесса дифференциации земного вещества исреднем значении коэффициента объемного теплового расширения этого вещества,равном 3·10-5 1/К, Земля должна была бы расшириться с увеличением ее радиусаприблизительно на 120 км. Однако в процессе дифференциации земного вещества иобразования земного ядра радиус Земли должен был уменьшиться. Учитывая сокращениемольного объема эвтектического сплава Fe·FeO при высоких давлениях, равного, поданным Отани, Рингвуда и Хайбберсона ?V = 3,8 см3/моль, можноопределить, что при образовании земного ядра современного размера радиус первичнойЗемли должен был сократиться приблизительно на 116 км, т.е. примерно на ту жевеличину. Это позволяет в первом приближении считать радиус Земли неизменным втечение всей истории ее геологического развития. Этот вывод позволяет также прирасчете потенциальной энергии Земли, а следовательно, и энергии ее гравитационнойдифференциации, не учитывать тепловые эффекты расширения или сжатия нашейпланеты.
Сколько же Земля потеряла тепла в процессе своего образования? Для ответа наэтот вопрос надо из тепловой доли энергии аккреции Земли (20,0·1038 эрг) вычесть ееначальный теплозапас (0,712·1038 эрг). В этом случае можно определить, что в процессеобразования Земля потеряла с тепловым излучением приблизительно 19,29·1038 эрг.Поскольку формирование Земли происходило за время порядка 100 млн лет, то этоозначает, что средний суммарный тепловой поток тогда достигал 6,11·1023 эрг/с иприблизительно в 1420 раз превышал современный тепловой поток через поверхностьЗемли, равный 4,3·1020 эрг/с. Для сравнения отметим, что падающий на Землю потоксолнечной энергии в настоящее время превышает глубинный тепловой потокприблизительно в 4000 раз.
1.2.Энегрия гравтиационной дифференциации.Энергия аккреции выделялась только во время роста Земли. На планетной жестадии ее развития самым главным источником эндогенной энергии становится процессгравитационной дифференциации земного вещества на плотное окисно-железное ядро иболее легкую остаточную силикатную оболочку - земную........


7. Список используемой литературы
1. Гаврилов В.П. «Геодинамика», М: изд-во «МАКС Пресс», 2007.
2. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А., «Развитие Земли», М: изд-во МГУ, 2002.
3. Курс лекций по геодинамике
4. < sorohtin.htm>
5. < >




Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.