Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Global Geophysics
Course of study:
2015/2016
Code:
BGF-1-203-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Geophysics
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Wawrzyniak-Guz Kamila (wawrzyni@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Wawrzyniak-Guz Kamila (wawrzyni@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu geofizyki GF1A_K07 Activity during classes,
Presentation,
Project,
Participation in a discussion
Skills
M_U001 Student potrafi samodzielnie opracować i przedstawić wybrany temat z zakresu geofizyki ogólnej na podstawie dostępnych źródeł w języku polskim i angielskim GF1A_U17, GF1A_U22, GF1A_U03, GF1A_U09 Presentation,
Scientific paper
M_U002 Student potrafi wykorzystać wiedzę z zakresu fizyki i zastosować odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu globalnych pól fizycznych Ziemi oraz zjawisk i procesów fizycznych zachodzących wewnątrz Ziemi. GF1A_U12, GF1A_U01, GF1A_U16 Examination,
Test,
Execution of a project,
Execution of exercises
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie globalne pola i procesy fizyczne odnoszące się do Ziemi jako planety, zna pojęcia i definicje z zakresu geofizyki ogólnej w języku polskim i angielskim oraz rozumie ich sens fizyczny. GF1A_U17, GF1A_W03, GF1A_W01, GF1A_W02, GF1A_W17 Examination,
Test
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie podstaw fizycznych poszczególnych metod geofizycznych, rozumie związek między globalnymi polami fizycznymi Ziemi a polami fizycznymi wykorzystywanymi w geofizyce stosowanej. GF1A_W12, GF1A_W08, GF1A_W03, GF1A_W07, GF1A_W17 Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu geofizyki + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi samodzielnie opracować i przedstawić wybrany temat z zakresu geofizyki ogólnej na podstawie dostępnych źródeł w języku polskim i angielskim - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wykorzystać wiedzę z zakresu fizyki i zastosować odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu globalnych pól fizycznych Ziemi oraz zjawisk i procesów fizycznych zachodzących wewnątrz Ziemi. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie globalne pola i procesy fizyczne odnoszące się do Ziemi jako planety, zna pojęcia i definicje z zakresu geofizyki ogólnej w języku polskim i angielskim oraz rozumie ich sens fizyczny. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę w zakresie podstaw fizycznych poszczególnych metod geofizycznych, rozumie związek między globalnymi polami fizycznymi Ziemi a polami fizycznymi wykorzystywanymi w geofizyce stosowanej. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

  • Ziemskie pole siły ciężkości (grawimetria):
    Pole siły ciężkości, natężenie i potencjał, rozkład potencjału na funkcje sferyczne harmoniczne, wielomiany Legendre’a, powierzchnie ekwipotencjalne. Figura Ziemi, elipsoida, geoida, undulacje geoidy. Wartości normalne i anomalie siły ciężkości. Zasady pomiarów siły ciężkości. Wariacje pola siły ciężkości, siły luni-solarne, elipsoida pływowa. Izostazja, modele Airy’ego i Pratta. Ruch obrotowy Ziemi, nutacja i precesja osi, siła Coriolisa, wahadło Foucalta. Badania satelitarne pola siły ciężkości. Własności pól potencjalnych, gradient, dywergencja, rotacja, równanie Laplace’a i Poissona na przykładzie pola newtonowskiego przyciągania, pola siły odśrodkowej i pola siły ciężkości.
  • Ziemskie pole magnetyczne (magnetometria):
    Pole geomagnetyczne i jego opis, elementy i składowe pola magnetycznego Ziemi, potencjał pola geomagnetycznego, rozkład potencjału na funkcje sferyczne harmoniczne, współczynniki Gaussa, pole IGRF. Bieguny magnetyczne i geomagnetyczne. Magnetosfera, pasy radiacyjne Van Allena, zorze polarne. Wariacje pola magnetycznego, zmiany wiekowe, dobowe i roczne, burze magnetyczne, aktywność Słońca i jego wpływ na pole magnetyczne Ziemi. Własności magnetyczne skał i minerałów. Zasady pomiarów elementów i składowych pola magnetycznego Ziemi. Paleomagnetyzm. Promieniotwórczość naturalna i datowanie skał. Geneza pola magnetycznego Ziemi, dynamo hydromagnetyczne.
  • Sejsmologia:
    Sejsmologia a inne nauki i metody geofizyczne wykorzystujące pole fal sprężystych. Trzęsienia ziemi, ognisko, hipo- i epicentrum, geneza i typy trzęsień ziemi. Fale sejsmiczne. Rejestracja trzęsień. Analiza sejsmogramu, wyznaczanie epicentrum trzęsienia ziemi. Sejsmiczność Ziemi, sejsmiczność Polski, geografia trzęsień, strefa Benioffa. Skutki trzęsień ziemi, fale tsunami, sejsze. Klasyfikacja trzęsień ziemi, intensywność trzęsienia, magnituda, określanie magnitudy trzęsienia ziemi. Mechanizm ogniska sejsmicznego, parametry charakteryzujące ognisko trzęsienia ziemi. Relacja Gutenberga-Richtera. Podstawy teorii sprężystości, naprężenie, odkształcenie, ogólne prawo Hooke’a, moduły sprężystości, fale sprężyste, prędkości fal sprężystych. Opis ruchu fal sprężystych, podejście promieniowe i falowe. Zasady optyki geometrycznej do opisu fal, zasada Huygensa, Fermata i prawo Snelliusa. Równanie falowe. Promienie fal sejsmicznych we wnętrzu Ziemi, hodografy fal sejsmicznych. Struktura wnętrza Ziemi. Rozkład prędkości fal sejsmicznych we wnętrzu Ziemi. Numeryczny model Ziemi – PREM. Rozwój sejsmologii, wkład polskich naukowców w rozpoznanie budowy wnętrza Ziemi. Predykcja trzęsień. Hazard sejsmiczny. Sejsmiczność wzbudzona i indukowana.
  • Geodynamika:
    Modele tektoniczne Ziemi, teoria dryftu kontynentów, teoria płyt litosferycznych, alternatywne teorie geotektoniczne. Rodzaje i pola fizyczne kontaktów kier litosferycznych.
  • Termika Ziemi:
    Ciepło wewnętrzne Ziemi, plamy gorąca.

Laboratory classes:

Skalary i wektory. Natężenie pola. Gradient potencjału. Operator wektorowy nabla (Hamiltona), Laplasjan. Równanie Laplace’a. Wielomiany Legendre’a. Potencjał sił luni-solarnych. Analiza sejsmogramu. Lokalizacja trzęsień ziemi. Magnituda. Własności sprężyste skał skorupy i górnego płaszcza – wyznaczanie granicy Moho. Modele rozwiązania płaszczyzny uskoku. Słownictwo w j. ang. z grawimetrii, magnetometrii i sejsmologii. Kolokwia. Referaty i prezentacje studentów. Wycieczka na pokaz wahadła Foucaulta.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 116 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in laboratory classes 28 h
Realization of independently performed tasks 45 h
Completion of a project 5 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 5 h
Contact hours 5 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Średnia ważona z egzaminu (waga 0.7) i oceny z ćwiczeń (waga 0.3)

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość operacji na wektorach. Umiejętność liczenia pochodnych.
Znajomość fizyki z zakresu: mechanika, elektryczność i magnetyzm, drgania i fale.

Recommended literature and teaching resources:

Mortimer Z., 2004. Zarys fizyki Ziemi. Uczelnianie Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Wyd. II poprawione, Kraków, s. 207.
Materiały dydaktyczne przygotowane przez prowadzących zajęcia.

Literatura uzupełniająca:
Fajklewicz Z., 2007. Grawimetria stosowana. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, s. 433.
Fajklewicz Z. (pod red.), 1972. Zarys geofizyki stosowanej. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, s. 923.
Mussett A. E. i Khan M. A., 2000. An introduction to geological geophysics. Cambridge University Press, Cambridge, s. 470.
Fowler, C. M. R., 2005. The solid earth: an introduction to global geophysics. Cambridge University Press, Cambridge, s. 685.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None