1. Perturbacje kinematyczne i ich znaczenie w wyznaczaniu parametrów ruchu obrotowego Ziemi metodami sateliatnymi 2. Prawa Cassiniego - trzy prawa dotyczące ruchu orbitalnego Księżyca. 1. Księżyc obraca się wokół własnej osi ze stałą prędkością kątową. Czas obiegu Księżyca wokół Ziemi jest dokładnie równy czasowi jego obrotu wokół własnej osi (kierunek wirowania jest zgodnym z kierunkiem obiegu wokół Ziemi). 2. Nachylenie płaszczyzny równika księżycowego do płaszczyzny ekliptyki jest stałe. 3. Oś ruchu obiegowego, oś obrotu Księżyca oraz oś ekliptyki leżą w jednej płaszczyźnie - węzeł wstępujący równika Księżyca odpowiada węzłowi zstępującemu jego orbity w stosunku do ekliptyki.

3. Podaj główne etapy i parametry transformacji z układu ICRF do ITRF

r_ICRF Precesja Nutacja r^nieb_chwS_{GR- lub} Erar^chw_niebRuch biegunar_ITRF

gdzie P- macierz precesji N - macierz nutacji S - macierz obrotu o czas gwiazdowy Greenwich lub Era W - macierz ruchu bieguna

Jest funkcją czasu i jej parametrami są parametry orientacji Ziemi (EOP). Parametry orientacji Ziemi określają ruch osi Ziemi w przestrzenia względem ICRF czyli precesję i nutację oraz ruch osi obrotu Ziemi względem ITRF czyli ruch bieguna oraz zmiany prędkości oborotwej Ziemi.

1. Dlaczego przy badaniu ruchów płyt kontynentalnych przeprowadza się badanie ruchów bieguna paleomagnetycznego Ziemi? Ruchy płyt tektonicznych są rekonstruowane na podstawie badań paleomagnetycznych, czyli pomiarów szczątkowego namagnesowania skał magmowych. Zastygająca magma „zapamiętuje" kierunek bieguna magnetycznego z danego okresu. Właśnie dzięki temu zjawisku odkryto, że ziemskie bieguny wielokrotnie w historii zamieniały się miejscami. W rekonstrukcji ruchu kontynentów pomiary paleomagnetyczne mają jednak zasadniczą wadę: umożliwiają określenie tylko szerokości geograficznej, na jakiej znajdowała się dana płyta, nie dając żadnej informacji o długości geograficznej. Kierunek pola istniejącego w minionych epokach geologicznych określa się na podstawie kierunku namagnesowania skał powstałych w danej epoce. Skała najtrwalej zachowuje to namagnesowanie, które przybrała w momencie powstania. Metody paleomagnetyczne polegają na określeniu się D i I w przeszłości.

Położenie ziemskiego bieguna paleomagnetycznego określone jest przy założeniu dipolowego pola magnetycznego Ziemi. Tg I = 0,5 ctg Θ Θ - odległość kątowa od bieguna Liniowa odległość od bieguna magnetycznego: I = R_Ε Θ R_Ε - to promień Ziemi. Znając deklinację D znajduje się metodą wcięcia biegunowego położenia bieguna paleomagnetycznego względem skały. Tysiące przebadanych próbek skał z różnych epok geologicznych pozwoliły na określenie położenia biegunów geomagnetycznych względem każdego z kontynentów od początku ery paleozoicznej do chwili obecnej.

Kontynenty poruszają się zarówno względem bieguna jak i względem siebie. Nie można jedynie ruchem bieguna wytłumaczyć jednocześnie dlaczego badania skał pochodzących z jednego kontynentu wyznaczają odmienną drogę jego wędrówki niż analogiczne wyniki uzyskane ze skał innego kontynentu

2. Ogólne cechy ruchów płyt tektonicznych na Ziemi.

- Płyty których znaczną część zajmują kontynenty, poruszają się wolniej niż płyty oceaniczne (wyjątek - płyta Indyjska porusza się z prędkością 15cm/rok względem plam gorąca od 63do 48 mln temu). - Płyty, których znaczna część uległa subdukcji w strefie rowów oceanicznych poruszają się z prędkością największą bo 8 cm/rok. - Stwierdza się ruch litosfery ze średnią prędkością ok. 4 cm/rok w modelu zakładającym całkowity zerowy moment sił. - Najszybszy ruch liniowy następuje na granicy płyt. - Można grupować płyty w pary - ustalać dla nich wspólny biegun rotacji. Prędkość ruchu ujęta jest wtedy równaniem Proverbio . Predkosc liniowa ujmuje wzór Carlsona v=a+b*RP+c*SP-d*CD gdzie

a-składnik staly (napędzanie płyty przez strumien konwekcji od spodu plyty) CD - stosunek pow kontynentu do całości plyty (generuje tarcie o astenosfere, plyty to takie 120 km grubości fragmenty litosfery - skorupa + gorny plaszcz, pod tym jest astenosfera), dlatego jest -d bo im wiecej kontynentu tym mocniej trze i wolniej się wszystko rusza) RP- długość strefy ryftowej do obwodu plyty SP- strefy subrudkcji do obwodu. Im wiecej RP i sp tym szybcje, ale w szczególności SP ma Duzy współczynnik c wiec najmocniej przyspiesza

3. Objaśnić przy użyciu dwóch rysunków zmiany wysokości reperu i położenia powierzchni ekwipotencjalnych w przypadku modelu Ziemi ze sztywną skorupą i ze skorupą płynną.

4. Podaj zasadę VLBI - Zasada pomiaru w założeniach jest bardzo prosta: mierzona jest różnica czasu przybycia do anten pomiarowych (minimum dwóch) tej samej fali elektromagnetycznej z obserwowanego radioźródła. W pomiarze biorą udział dwie stacje, odległe od kilku do 10 tyś. kilometrów. Stacje muszą dysponować radioteleskopami, takimi jakie wykorzystuje się w radioastronimii. Radioźródło o pozycji α, δ (określającej wektor jednostkowy u) emituje pewną falę o częstotliwosci f_q. Czoło tej fali osiągnie stcje P1 z opóźnieniem τ względem stacji P2. Iloczyn skalarny wektorów Δr - łączącego stacje i u - jednostkowego kierunku do radioźródła wyrazi się następująco: u x Δr = uΔrcosψ=τc gdzie: c oznacza prędkość fal radiowych, zaś ψ jest kątem jaki tworzy kierunek bazy P1P2 z kierunkiem radioźródła (u). Z rówania tego wynika że opóźnienie τ które podlega pomiarowi, można powiązać z wektorem bazy Δr poprzez następujące rówannie τ = (1/c)*u*Δr. Dysponując pomiarami do co najmniej trzech różnych radioźródeł, można wyznaczyć współrzędne wektora Δr, czyli wzgędną pozycję stacji P1 i P2.

5. Podaj jakie służby wchodzą w skład IERS

Międzynarodowa Służba GPS (IGS), Międzynarodowa Służba Pomiarów Laserowych Odległości (ILRS), Międzynarodowa Służba VLBI (IVS), Międzynarodowa Służba DORIS (IDS)

6. Podaj główne etapy i parametry transformacju i układu ITRF do ICRF Model transformacji pomiedzy układem ICRF a ITRF może być zapisany w nasępującej postaci: x_TRF = R^MR^SR^NR^Px_CRF gdzie: x_TRF wesktor położenia w Ziemskim układzie odniesienia, x_CRF wektora położenia obiektu w Niebieskim układzie odniesienia R^M macierz obrotu ze względu na zjawisko ruchu bieguna R^S macierz obrotu ze względu na prawdziwy czas gwiazdowt Grennwich R^N macierz obrotu ze względu na zjawisko nutacji R^P macierz obrotu ze względu na zjawisko precesji

1. Wyjaśnić pojęcia uskok przesuwczy i subdukcja płyt tektonicznych.

Występują w sytuacji, gdy dwie płyty poruszają się równolegle względem siebie. Ruch ten może odbywać się w tym samym kierunku, bądź w kierunku przeciwnym. Ponieważ poszczególne płyty tektoniczne przemieszczają się z różną prędkością, w obydwu przypadkach na skutek tarcia krawędzi płyt o siebie dochodzi do powstawania trzęsień Ziemi.

Uskok przesuwczy - uskok, wzdłuż którego fragmenty skorupy ziemskiej przesuwają się względem siebie poziomo.

Subdukcja - w teorii tektoniki płyt litosfery proces podsuwania się płyty oceanicznej (lub jej części) pod płytę kontynentalną, w wyniku czego płyta oceaniczna zatapia się w płaszcz Ziemi (strefa Benioffa), a na powierzchni płyty kontynentalnej zachodzą m.in. zjawiska sejsmiczne, wulkaniczne oraz procesy kształtujące rowy oceaniczne.

Typ mariański - wyłącznie śródoceaniczny. Strome nachylenie płata tonącego (skorupa stara -> ciężka). Na wygięciu płyty dolnej naprężenia tensyjne. Rów oceaniczny głęboki, łuk wulkaniczny blisko rowu. Osady z płyty dolnej są przeważnie pochłaniane wraz z płytą -> brak pryzmy akreacyjnej. Płyta górna to również płyta oceaniczna. Rozwijają się baseny marginalne. Typ chilijski - na krawędzi kontynentu. Łagodne nachylenie płata tonącego (skorupa młoda -> lżejsza). Pojawia się grzbiet zewnętrzny. Rów oceaniczny płytki, łuk wulkaniczny odległy (nawet do 400km). Strefa wulkaniczna szeroka i rozproszona. Może się w ogóle nie pojawić. Erozja i sedymentacja znaczna. Baseny przedłukowe dobrze rozwinięte.

2. W jaki sposób definiuje się absolutny układ odniesienia ruchu płyt kontynentalnych?

Jeśli konwekcja w górnym płaszczu - absolutny ruch względem dolnego płaszcza. Odniesienie do plam gorąca związanych z procesami w dolnym płaszczu, względem którego są one nieruchome.

Konwekcja w całym plaszczu - układ musi dawać możliwość odróżnienia ruchu bieguna i zmian prędkości obrotu Ziemi od ruchu płyt. Pomijamy niewiekowe zmiany prędkości obrotu i ruchu bieguna.

Żądany układ odniesienia to obracający się względem inercyjnego układu odniesienia, wektor prędkości kątowej zmienia swój kierunek i długość. Początek układu umieszcza się w środku mas Ziemi.

W badaniach absolutnego ruchu płyt używa się związany z plamami gorąca. Nie są one względem siebie nieruchome - 1,5 cm/rok. Jest jednak korelacja między ruchem płyt i rozmieszczeniem plam gorąca.

Układ odniesienia oparty na większej ilości plam gorąca, względem którego średnia prędkość kilkunastu plam gorąca jest minimalna.

Inne rozwiązanie: Wypadkowy moment sił działających na całą litosferę Ziemi jest równy zeru. Najprostszy model: Siły działające na brzegach płyt są symetryczne-równe co do wartości lecz przeciwnie skierowane.

Metoda Ulricha i Van der Voo: Wykorzystanie pozornych ruchów bieguna paleomagnetycznego i poszukiwanie ruchów kontynentów przy minimalizowaniu prędkości ruchów paleobiegunów.

3.Wyjaśnij z użyciem rysunku czasowe zmiany grawitacji związane z dopływem mas pod punktem badawczym.

Efekt czasowych zmian grawitacji

W₂ - W₁ = W₁₂ = const.

dW = -g₁dh₁ = -g₂dh₂

Zmiany wysokości reperu i położenia powierzchni ekwipotencjalnych w przypadku modelu Ziemi ze sztywną skorupą i ze skorupą płynną.

3.Wyjaśnij z użyciem rysunku czasowe zmiany grawitacji związane z dopływem mas pod punktem badawczym.