Magyar Tudomány, 2008/11 1341. o.

Az id a földtudományokban



A TENGELYKÖRÜLI FORGÁSSEBESSÉG ÉS A GEODINAMIKAI PARAMÉTEREK VÁLTOZÁSA A FÖLD TÖRTÉNETE SORÁN


Varga Péter


az MTA doktora, tudományos igazgatóhelyettes,

MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet Földrengésjelz Obszervatóriuma

varga seismology . hu


Idfogalmunk általában – közvetve vagy közvetlenül – a Föld tengelykörüli forgásperiódusához kötdik, és egysége a földi nap, melynek hosszváltozásai rendkívül széles határok között ingadoznak. Az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézetében – egy az intézethez mint kezdeményez központhoz kötd nemzetközi kutatócsoporton belül – egyaránt foglalkozunk a rövid és a hosszú periódusú forgássebesség-változások kutatásával.

Rövid periódusúnak szokás nevezni általában az egy éves vagy annál rövidebb periódusú forgássebesség-ingadozásokat. Az éves forgássebesség-ingadozások kutatására akkor nyílt elször lehetség, amikor 1932-ben elkészült az els kvarcóra, amelynek stabilitása elegend volt ahhoz, hogy Friedrich Pavel és Werner Uhink 1935-ben felfedezzék e jelenség éves periódusú változásait. Az évnél rövidebb periódusú naphosszingadozásokat a cézium atomórák 1967-tl ilyen célból kezdd rendszeres használata tette lehetvé. Az rgeodéziai módszerek terjedésével mód nyílott a szögsebesség-változások napos vagy annál is rövidebb – néhány órás – ingadozásainak kimutatására, melyek oka elssorban az árapály jelenségben keresend, de szerepet kaphatnak – e sorok írójának véleménye szerint – ma még nem megfelelen ismert magas frekvenciájú légköri hatások is.

Ugyancsak az árapály, pontosabban az árapálysúrlódás, okozza a földi nap – geológiai értelemben vett – hosszú periódusú változásait. Az árapálysúrlódás jelenségét az 1.ábrán szemléltetjük. Ha a Föld ideálisan rugalmas testként viselkedik, akkor – úgy, ahogy az a fels ábrán látható – az árapály keltette púp csúcsa, a Föld mindkét oldalán, a kelt égitest (ábránkon a Hold szerepel, de hasonló a helyzet a Nap esetében is) tömegközéppontját és a Föld tömegközéppontját összeköt egyenesre esik. Ebben az esetben a Föld forgása változatlan marad, bármilyen hosszú idtartamot vizsgálunk. A valóságban bolygónk a Hold (vagy a Nap) gravitációs hatására nem rugalmas testként reagál: az árapálypúpok késnek a Föld forgásához viszonyítva, és a maximumaikat összeköt egyenes β szöggel eltér az A-t és B-t tartalmazótól. A Föld rugalmatlan „effektív” viszkozitását a tengerek árapálya okozza. Az árapálypúpra a Hold részérl gyakorolt E erhatást két összetevre bonthatjuk fel. Az egyik, a függleges (EV) a földi nap hosszának változására nincs hatással. A Föld forgását fékez erösszetev az EH, mely a Föld forgásával ellentétes irányítottságú, és ezért bolygónk tengelykörüli forgását fékezi.

Az árapálysúrlódás jelentsége bolygónk életében nagy fontosságú és érdekes kozmológiai összefüggésekkel is bír. A XX. század talán legnagyobb fizikusa, „Einstein volt az els, aki felfigyelt a Föld forgásával kapcsolatos kérdések fontosságára a newtoni gravitáció elméletében… és megjósolta a Föld inerciamomentumának változásait a Hold által keltett (parciális) árapály következtében” írják Wilfried Schröder és Hans-Jürgen Treder 1997-ben az EOS-ban (az Amerikai Geofizikusok Egyesületének hetilapjában). Bár a megállapítás Einstein prioritásával kapcsolatban téves, hiszen a földforgás lassulás jelentségére Edmond Halley már 1695-ben felfigyelt, és utána még olyan nagy neveket találunk a kérdés kutatói között, mint Kant és Laplace. Az viszont kétségtelen, hogy Einsteint az árapálysúrlódás kérdése ersen foglalkoztatta. Hasonlóan érdekes megállapítást találunk Harold Jeffreys – a XX. század egyik legkiválóbb geofizikusa – visszaemlékezéseiben. így ír: „Úgy gondolom, az én hozzájárulásom a tudomány fejldéséhez G. H. [Sir George Howard] Darwin árapálysúrlódási elméletének általánosítása.” Valószín, hogy a nagy angol tudósra az utókor nem ezért fog (elssorban) emlékezni, hiszen jelents részben az szeizmológiai kutatásai alapozták meg mai elképzeléseinket a szilárd Föld belsejérl.

Az árapálysúrlódás vizsgálata kétségtelenül számos területen fontos. Segítségével vizsgálható például a Föld–Hold-rendszer fejldése bolygónk 4–4,5 milliárd éves története folyamán (Denis et al., 2002 ; Varga et al., 1997). E sorok írójának tudomása szerint ez az egyetlen jelenség, mely a Földdel kapcsolatos megfigyelések alapján információt szolgáltathat – ha csak közelít jelleggel is – a gravitációs állandó idbeli változásáról (Varga, 2002). Ezirányú vizsgálataink azt sugallják, hogy e fundamentális fizikai állandó értéke állandó kellett hogy legyen az utolsó négymilliárd évben. A luniszoláris hatás következtében fellép naphosszváltozások hatalmas energiákat keltenek a Földben, jelents állapotváltozásokat okozva annak dinamikájában.

A Föld energiaháztartásában meghatározó szerepet játszik a forgási energia, illetve ennek idbeli változásai. (1. táblázat)

Égitestünket számos küls, kozmikus hatás éri. Ebben az írásban figyelmen kívül hagyjuk a Napból érkez elektromágneses és részecskeáramlások által keltett, valamint a meteorológiai hatásokon keresztül érvényesül, a tengelykörüli forgás sebességét befolyásoló viszonylag rövid (néhány évet semmiképpen meg nem haladó) hatásokat.

Tudomásunk van arról, hogy bolygónkat különböz gyakorisággal meteoritbecsapódások érik. Ezek közül néhányat a 2. ábrán ábrázoltunk, és megkíséreljük felhasználásukkal az éves gyakoriság becslését. Az ábrán szerepl, Revelstoknál történt becsapódás nem tekinthet ritka eseménynek. A 20. század elején Tunguszkában bekövetkezett, máig rejtélyes meteoritbecsapódásra néhány száz évente kell számítanunk. Az Arizonában keletkezett, 1,2 km átmérj Barringer-krátert (kora 49 ezer év) okozó meteorit energiája ~ 1018 J volt. A Közép-Ázsiából ismert 0,9 millió évvel ezeltt létrejött kb. 14 km átmérj Zhamanshin- krátert egy 1020 J energiával becsapódó meteorit (aszteroida?) vágta a Föld felszínébe, ami 105 megatonna TNT-vel ekvivalens, és kb. ötszöröse a világ teljes nukleáris arzenálja által képviselt energiának. A Yucatan-félsziget közelében a Kréta és a Harmadkor határán 65 millió évvel ezeltti hatalmas becsapódás – melynek ma elterjedt, de még nem egyértelmen bizonyított vélemény szerint maradandó hatással kellett lennie Földünk élvilágára is – mintegy 170 km átmérj krátert eredményezett. Hasonló kozmikus katasztrófát tételeznek fel – mint errl a Science egyik korábbi számában (Ellwood et al., 2003) hírt adnak – a középs és a fels Devon határán, mintegy 380 millió évvel ezeltt.

A kétségtelenül hatalmas energiájú becsapódások – mint a késbbiekbl látni fogjuk – nem változtatták meg érzékelhet módon a Föld tengelykörüli forgásának történetét. Ezt a történetet különböz forrásokból igyekeztünk rekonstruálni. Csillagászati megfigyelések alapján a forgássebesség csökkenése a XIX. és a XX. század folyamán átlagosan -5,6·10-22 s-2 volt (ami azt jelenti, hogy a földi nap hossza évszázadonként 1,72 ms-al hosszabbodott). Az 1980-as évek második felétl rendelkezésünkre álló rgeodéziai adatokból valamivel nagyobb (-6,1·10-22 ms-2) érték adódik (Grafarend et al., 1997), míg a történelmi múltban megfigyelt (elssorban kínai és kisebb részben mezopotámiai) napfogyatkozások adatai alapján F. Richard Stephenson és Leslie Morrison 1995-ben valamivel kisebb (-4,5·10-22 s-2) értéket kaptak.

Több mint húsz tanulmányból összegyjtöttük a földtörténet utolsó 2,5 milliárd évébl származó naphossz adatok meghatározásának értékeit, melyek alapjául slénytani és üledéktani információk szolgáltak (3.ábra). Az így elkészült adatbázist az MTA FKK Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézetében kifejlesztett robusztus becslési eljárással (Somogyi – Závoti, 1993) dolgoztuk fel. Vizsgálataink alapján megállapíthatóvá vált, hogy a földtörténet utolsó 500–600 millió évében a nap hosszának változása alig tért el a jelenleg csillagászati és rgeodéziai módszerek segítségével kapottaktól, míg az ennél régebbi idszakokban (Protorezoikum, Kés Archaikum) a földi nap hosszának változása hozzávetleg ötször kisebb volt, mint a Fanerozóikumban. Ennek a 3. ábrán jól látható hirtelen változásnak két oka is elképzelhet. Az egyik – kevésbé valószínnek tn – szerint a Föld belsejében olyan tömegátrendezdés ment végbe az Archaikumban és a Proterozoikumban, melynek során a nehezebb elemek bolygónk középpontja felé, míg a könnyebbek a felszín irányában mozogtak, aminek gyorsítania kellett volna bolygónk forgását, és ezáltal csökkenhetett volna az árapálysúrlódás okozta lassító hatás. Egy ilyen jelenség létrejöttéhez – modellszámításaink szerint – nem volt szükség nagyobb tömegátrendezdésre (Denis et al., 2006), de mégis valószíntlennek tnik, mivel mai tudásunk szerint a Föld magja, mind tömegét, mind méretét tekintve már a Föld életének els 100 millió évében kialakult, és a köpenyben sem mentek végbe nagyobb átrendezdések az azt alkotó kémiai elemek között. A másik elképzelés arra vonatkozólag, hogy mi okozta a naphossznövekedés gyorsulását a Faneorozóikumban, annak feltételezése, hogy a Proterozóikumban a Földön sokkal rövidebb volt a shelf övezetek hossza (valószínleg csak egyetlen szuperkontinens létezett, vagy a kontinensek összterülete volt kisebb), s ezért a tengerek fékez hatása csak sokkal kisebb hatékonysággal adódhatott át a szilárd Földnek.

Adatbázisunk statisztikus feldolgozásainak eredményei megmutatták, hogy a Mezozoikum körüli idkben (100–250 millió évvel ezeltt) a tengelykörüli forgássebesség lassulásának minimuma volt (hasonlóan a Fanerozoikum elttihez) (Varga, 2006, Varga et al., 2006). Ebben az idben – paleoföldrajzi rekonstrukciók alapján – a mainál rövidebb kontinenspartvonal-hosszak léteztek, és más geodinamikai jelenségek is anomalikus értéket mutattak. (2. táblázat) A táblázathoz néhány megjegyzést szükséges fzni:

1.) Az óceáni árapálymomentumot a régi földtani korok árapálytérképei alapján határoztuk meg az M2 félnapos árapályhullám esetében. A jelenkori árapálytérképekkel végzett vizsgálataink eredményei azt mutatják, hogy az árapálymomentum értékét szinte kizárólagosan a félnapos árapályhullámok határozzák meg: 83 %-ban az M2 és 16 %-ban az S2. Feltételeztük – bár ez még nem teljes mértékben bizonyított – hogy az M2 hullám domináns szerepe az egész Fanezoroikumot jellemezte. A rendelkezésünkre álló slénytani és üledéktani adatokból adódó naphosszváltozás-anomália negyedrend Laplace-típusú robusztus becslés segítségével kiegyenlítve statisztikai értelemben szignifikánsnak tekinthet, mind a Fanerozoikum egészére, mind a mezozoikumi minimumra vonatkozóan (Denis et al., 2002).

2.) Az óceáni lemezek sebességét (abszolút sebességértékekrl van szó) a hot spot-okhoz viszonyított mozgások alapján Lev P. Zonenshain és Michael I. Kuzmin határozták meg (1997).

3.) A földmágneses dipólikus momentum értékének meghatározása a kzetekben konzerválódott eredeti mágneses vektor alapján rendkívül nehéz feladat. Ehhez járul még az a tény, hogy a geomágneses tér rövid id alatt is rendkívül változékony, és az abszolút kormeghatározások hibája mindezidáig meghaladta a 10 %-ot. Ezért adatbázisunk összeállításakor – mely az egész Fanerozoikumra összesen 135 adatot foglal magába körülbelül egyenlen elosztva annak három epochája között – igyekeztünk nagyon óvatosan eljárni (Varga et al., 1997): paleomágneses intenzitás adatbázisunkba csak azok az eredmények kerülhettek be, melyek azonos módszer (Thellier eljárása) alapján lettek meghatározva, továbbá csak ismert szerzk szigorúan lektorált folyóiratokban megjelent eredményeit használtuk fel, azok egymás közötti többszörös ütköztetése után. A momentum értékeket a jelenkorra meghatározott értékkel (6,67·1012 Am2 ) elosztottuk.

A Föld forgását adatbázisunk segítségével mintegy 2,5–2,8 milliárd évvel ezelttig tudjuk nyomon követni. Az árapályrétegzdést megrz legsibb kzet kora 3,2 milliárd év. Ekkor a nap hossza – a rétegsort leíró geológusok szerint (Eriksson – Simpson, 2000) közelebb volt a 15 órához, mint a 24-hez. Más szóval kevesebb volt 19,5 óránál. Érdemes becsléseket végezni arra vonatkozóan, milyen lehetett bolygónkon a naphossz nem sokkal a Föld–Hold-rendszer keletkezését követen, hozzávetleg 4,0–4,2 milliárd évvel ezeltt a Hadean közepe körüli idszakban. (A Hadean a föld történetét szolgáltató idskálák többsége szerint bolygónk kialakulásától mintegy 700 millió évig tartott.) Arra, hogy a földi nap hosszát bolygónk keletkezésének idpontjában (azaz 4,56 milliárd évvel ezeltt) becsüljük, jelenleg nincs közvetlen megalapozott lehetségünk. Ez részben azért van így, mert a Hold valamivel (hozzávetleg 100 millió évvel) késbb keletkezett, pontosabban – mint azt a legtöbb kutató ma feltételezi – szakadt ki a Földbl egy Marshoz hasonló méret égitest becsapódását követen. Jelenlegi bizonytalanságunk másik oka, hogy nem vagyunk tisztában a Hold keletkezésének módjával, és azzal, hogy esetleges kiszakadása bolygónk testébl, hogyan hatott a Föld forgási energiájára.

A földi nap 4,0–4,2 milliárd évvel ezeltti hosszának els, durva becslése a 3. ábrán bemutatott adatokból adódik. Ha feltételezzük, hogy a nap hossza 2,5 és 4,2 milliárd évvel ezeltti idintervallumon belül nem változott, akkor ez az érték 19,5 óra volt. Ugyanilyen értéket kapunk, ha a teljes adatbázist, azaz a jelenkortól egészen 2,5–2,8 milliárd évig visszamenve egységesen dolgozzuk fel. Ekkor a robusztus becsléshez egy exponenciális modellt kell használnunk, mely szintén a már említett 19,5 órás naphosszat szolgáltatja 4,0–4,2 milliárd évvel ezelttre. A másik becslés a 3. ábra 0,5–2,5 milliárd évvel ezeltti korból származó részének lineáris extrapolációja alapján 17,5 óra. Ez a gondolatmenet feltételezi, hogy bolygónk felszínén az óceánok nagyjából hasonlóak voltak a vizsgált idszakban, azaz a napjainktól számított 2,5–2,8 és 4,0–4,2 milliárd év közötti idszakon belül.

Fenti, a 4,0–4,2 milliárd évvel ezeltti idszakra 17,5 és 19,5 óra közötti naphosszat valószínsít, nem túlságosan bonyolult extrapolációnk – annak ellenére, hogy jó megegyezést mutat Eriksson és Simpson 2000-ben közölt megfigyeléseivel – további alátámasztásra szorul. Ezt ersítheti az árapály karakterisztikus idejének vizsgálata (Varga, 2006). Ennek érdekében a Föld–Hold-rendszert egy ersen csillapított oszcillátornak tekintjük. Az ilyen oszcillátorok viselkedését leíró differenciálegyenlet megoldásába a Föld– Hold-rendszerre vonatkozó paramétereket beírva a következ egyenlethez jutunk:




Ebben az egyenletben T0 a földi nap hossza nem sokkal a Föld–Hold rendszer kialakulását követen. T0 valószínleg nem a 4,5–4,6 milliárd év eltti naphosszra jellemz érték, hiszen az általunk ersen csillapított oszcillátorként modellezett Föld–Hold-rendszer – mely mintegy 100 millió évvel fiatalabb, mint a Föld – keletkezése után el kellett telnie egy bizonyos, ha nem is túlságosan hosszú idnek, míg a rendszer mai értelmezésünk szerint kialakult, stabilizálódott.

A képletben M és Mm a Föld és a Hold tömege, ks az ún. szekuláris Love-szám, mely az alacsony viszkozitású, cseppfolyós állapothoz közel álló testek deformációjának leírásához szükséges, R a Föld átlagos sugara, G a gravitációs állandó, c a holdpálya sugara és τ a Föld–Hold-rendszer karakterisztikus ideje. Korábbi vizsgálatainkból tudjuk, hogy c az utolsó hárommilliárd év során mindössze 5–10 %-kal ntt (Varga, 2006). Tudjuk azt is, hogy a Föld–Hold-rendszer karakterisztikus ideje sokkal nagyobb kell hogy legyen a Föld koránál. Számításaink során τ =7,5 és τ = 10,0 milliárd értékeket használtunk. A legnagyobb probléma β értékének becslése. Ezt a jelenlegi világóceán árapálytérképének feldolgozása alapján -5o-nak találtuk. Ez az érték egészében véve valószínleg az egész Faneorozoikumban is megmaradt, míg – számításaink szerint – a Proterozoikumban, ideértve az Archaikum fels részét is -1o és -1.5o között kellett lennie. A hárommilliárd évnél régebbi idkben felteheten nem létezett (létezhetett) a mai értelemben vett globális kontinens-óceán rendszer (a kontinensek összterülete a késbbi földtörténeti korokhoz viszonyítva sokkal kisebb volt, ami a shelf zónák rövidülésével kellett együttjárjon), és így ez esetben β =-0,5o körüli értékkel kell számolnunk. Számításainkban három Föld-Hold-távolság szerepelt. Az els a jelenkorra, míg a következ kett 3,0 illetve 4–4,5 milliárd évvel ezeltti idpontok esetére becsült érték. Utóbbi esetben, 10, illetve 7,5 milliárd éves τ értéket feltételezve, a Föld keletkezéséhez viszonylag közeli idpontra a nap hosszának értékére (To) 15.15 és 20.22 óra értékek adódnak, melyek nem térnek el szignifikánsan az extrapoláció útján kapottaktól.

Mint említettük, a Föld belsejében tárolt forgási energia hatalmas. Jelenkori értékét tekintve körülbelül annyi, mint a Naptól 4·104 év alatt kapott teljes henergia, mint 4·1012 darab M=8 méret földrengés energiája (ilyenbl évente átlagosan egy fordul el az egész Földön) illetve megfelel 1012 darab olyan meteorit energiájának, mely az arizonai Barringer-krátert létrehozta. Fent ismertetett eredményeinkbl következik: a Faneorozoikum eltti idben (mintegy négymilliárd év alatt) a forgási energia csökkenése (To = 17,5 óra és To = 19,5 óra értékeket feltételezve a vizsgált idintervallum elején, illetve végén) évente 2,2·1019 J/év, illetve 3,5·1018 J/év volt, azaz a Földnek – élete ezen igen hosszú szakaszában – eredeti forgási energiájának mintegy harmadát kellett elvesztenie. A Faneorozoikum durván félmilliárd éve alatt az éves energiaveszteség 1,5·1020 J/év-re ntt, és a forgási energia szintén kb. harmada veszett el, azaz a forgási energia csökkenése számotteven felgyorsult.

Ennek a forgási energiavesztésnek valamilyen nyoma kellett, hogy maradjon bolygónk életében. Az árapályenergia a Földet nem melegíthette fel a jupiter-, illetve a szaturnuszholdakhoz hasonlóan (Io, Európa ill. Enceladus), mert ehhez a mi Holdunk túl kicsi. (Becslésünk szerint a Hold keltette árapálysúrlódás Földünket 1 Kelvin fokkal tudta csak felmelegíteni 1 milliárd év alatt – tehát a hatás teljesen elhanyagolható). Lehetséges, hogy az energiaveszteség, mely a Föld jelents alakváltozásával is járt, hiszen bolygónk geometriai lapultsága ~70 %-kal csökkent az utolsó 2,5 milliárd év során, valamilyen módon mechanikus energia formájában szabadult fel, számottev szerepet játszva a tektonikus folyamatok alakulásában és ezen belül bolygónk szeizmikus energia háztartásában.

A fent leírtak alapján két kutatási feladatot tztünk magunk elé:

Becsléseket kell végeznünk a még Hold nélküli Föld eredeti forgássebességére vonatkozóan. Erre módot adhat a Föld-típusú, de holddal nem rendelkez bolygók (Merkúr, Vénusz) és esetleg egyes kisbolygók forgássebesség változásainak vizsgálata a Nap árapály hatása következtében. Az így kapott és az általunk különböz módokon becsült To értékek egybevetése talán segítséget adhat annak megértéséhez, mi történt bolygónkkal a Hold keletkezésekor.

A Föld forgási energia-vesztesége és a Föld globális tektonikai folyamatai és földrengés tevékenysége közti – általunk feltételezett – kapcsolat vizsgálata. Lehetségességének tisztázása vagy elvetése.


Jelen dolgozat írásakor szerz az OTKA T 038123 és K 60394 kutatási témák keretében elért eredményeire támaszkodott.


Kulcsszavak: földforgás, árapálysúrlódás, naphosszváltozás, Föld–Hold-rendszer


Irodalom

Denis, Carlo Schreider, A. A. Varga P. Závoti J. (2002): Despinning of the Earth Rotation in the Geological Past and Geomagnetic Paleointensities. Journal of Geodynamics. 34, 5, 97–115.

Denis, C. Rybicki, K. R. Varga P. (2006): Secular Change of LOD Associated with a Growth of the Inner Core. Astronomisches Nachr. 327, 4, 309–13.

Ellwood, B. B. – Benoist, S. L. – El Hassani, A. – Wheeler, C. – Crick, R. E. (2003): Impact Ejecta Layer from the Mid-Devonian: Possible Connection to Global Mass Extinctions. Science. 13 June. 300, 5626, 1734–1737.

Eriksson, Kenneth A. – Simpson, Edward L. (2000): Quantifying the oldest Tidal Record: The 3.2 Ga Moodies Group, Barberton Greenstone Belt, South Africa. Geology. 28, 9, 831–834.

Grafarend, Erik Engels, J. Varga P.(1997): The Deformation Potential Generated by Tidal and Load Potentials. Journal of Geodesy. 72, 11–30.

Somogyi József Závoti József (1993): Robust Estimation with Ineractively Reweighted Least-Squares Method. Acta Geodaetica, Geophysica et Montanistica, 28, 2–4, 413–420.

Stephenson, F. Richard Morrison, Leslie V.(1995): Long-term Fluctuations in the Earth’s Rotation: 700 BC–AD 1990. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A. 351, 165–202.

Varga Péter Denis, C. Varga T. (1997): Tidal Friction and Its Consequences in Paleogeodesy, in the Gravity Field Variations and in Tectonics. Journal of Geodynamics. 251, 61–84.

Varga Péter (2002): Geophysical Geodesy Beyond 2000. In: Grafarend, Erik –Krumm, F. W. – Schwartze, V. S. (eds.): The Challenge of Geodesy in the Third Millenium. Springer Verlag, 463–470.

Varga Péter (2006): Temporal Variation of Geodynamical Properties Due to Tidal Friction. Journal of Geodynamics. 41, 140–146.

Varga Péter Rybicki, K. R. Denis, C. (2006): Comments on Fast Tidal Cycling and the Origin of the Life. Icarus. 180, 277–280.

Zonenshain, Lev P. – Kuzmin, Michael I. (1997): Paleogeodynamics. The Plate Tectonic Evolution of the Earth. American Geophysical Union




1. ábra • Az árapálysúrlódás magyarázata




Energiák

Éves energiamennyiségek



Forgási energia ~ 2·1029 J

A Naptól kapott energia ~2,1 ·1025J/év

A földmag forgási energiája ~ 3·1024 J

Geotermikus energiaveszteség ~1,.0 ·1021 J/év

A köpeny mágneses tere ~ 4·1018 J

Árapálysúrlódás okozta disszipáció ~1,6·1019 J/év

A földmag mágneses tere ~ 8·1022 J

Tektonikai tevékenység energiája ~1,3·1019 J/év

Földrengések energiája ~1,0·1018 J/év


1. táblázat




2. ábra • Meteorbecsapódások gyakorisága




0–100 millió éve (~ Kainozoikum)

100–250 millió éve (~ Mezozoikum)

250–570 millió éve (~Paleozoikum)




Óceáni árapály momentum M2 hullám esetében

-5,00 ·1016 J

-4,27 · 1016 J

-4,77 · 1016 J




A naphossz-változás anomáliája a lineáris trend leválasztása után

+ 0,024 óra

- 0,433 óra

- 0,124 óra




Az óceáni lemezek átlagos sebessége

6 cm ·év-1

4 cm · év-1

6 cm ·év-1




Föld mágneses dipólus momentuma (relatív egységben)

0,896

0,539

1,041


2. táblázat




3. ábra • A nap hosszának (NH) változása a Fanerozóikumban és a Proterozoikumban A x csillagászati úton kapott adat. Az üres körök slénytani (a , és kagylót, korallt, ill. pörgekarút jelent), a kitöltött körök üledék-földtani, illetve stromatolities adatokat jelölnek.





<-- Vissza a 2008/11 szám tartalomjegyzékére


<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra


[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]