Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Modul BWP12 09.06.2010 Modul BWP12 Zustandsgleichungen (II): Adams-Williamson Gleichung.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Modul BWP12 09.06.2010 Modul BWP12 Zustandsgleichungen (II): Adams-Williamson Gleichung."—  Präsentation transkript:

1 Modul BWP12 09.06.2010 Modul BWP12 Zustandsgleichungen (II): Adams-Williamson Gleichung

2 Modul BWP12 09.06.2010 Beginnen wir am Anfang.. vor ~ 4.56 Mrd. Jahren courtesy of NASA/JPL-Caltech

3 Modul BWP12 09.06.2010 Wie kann man die Zusammensetzung der Erde bestimmen ?? naiver Ansatz: - die Erde scheibchenweise abtragen - repräsentative Proben nehmen - Proben im Labor analysieren -> Problem: - direkte Probennahme nur möglich bis ~ 10 km - eruptive entrainment Proben bis zu 200 km, evtl. bis max. 500 km Tiefe - Mantel Plumes: Advektion von Gesteinen von der Kern-Mantel-Grenze (2900 km) ? - Keine Proben existieren vom Erdkern alternativer Ansatz: a priori Modell chondritische Zusammensetzung (Meteoriten)

4 Modul BWP12 09.06.2010 D.J. Stevenson, Nature 423 (2003) 239

5 Modul BWP12 09.06.2010 Wie kann man die Zusammensetzung der Erde bestimmen ?

6 Modul BWP12 09.06.2010 Wie bestimmt man die Materialparameter im Erdinneren ? suchen: Druck p, Temperatur T, Dichte als Funktionen der Tiefe (r) (Bemerkung: typische Gesteinsdichte an der Erdoberfläche ist ~ 2.7..3.4 10 3 kg/m 3 ) haben: Masse5.97 10 24 kg mittl. Radius6371 km mittl. Dichte5.52 10 3 kg/m 3 Trägheitsmoment8.04 10 37 kgm 2

7 Modul BWP12 09.06.2010 dP(r)/dr = - g(r) (r) Einfachstes Problem: Lithostatischer Druck p(r) ebenfalls gute Näherung für den Erdmantel bzw. Aussenkern: adiabatischer Temperaturverlauf T(r) (dT/dP) ad = T(r) / ( (r) C p ) für die Schwerebeschleunigung in einer Kugelschale g(r) gilt: g(r) = M(r) / r 2 = /r 2 4 r 2 (r) dr Aber wie bestimmt man die Dichte (r) ?? Wie bestimmt man die Materialparameter im Erdinneren ?

8 Modul BWP12 09.06.2010 Wie bestimmt man die Materialparameter im Erdinneren ?

9 Modul BWP12 09.06.2010 Wie bestimmt man die Materialparameter im Erdinneren ?

10 Modul BWP12 09.06.2010 Wie bestimmt man die Materialparameter im Erdinneren ?

11 Modul BWP12 09.06.2010 Die Adams-Williamson Gleichung (*) d (r)/dr = - (r) g(r) / (r) bzw. d (r)/dr = - 4 (r) / (r) r 2 r 2 (r) dr (*) ist eine Integro-Differential-Gl. für (r) bei gemessenem seismischen Parameter (r) Adams- Williamson (1923)

12 Modul BWP12 09.06.2010 Struktur des Erdinneren Inhomogenitäts- Parameter (r) (r) = - d (r)/dr (r)/( (r) g(r))

13 Modul BWP12 09.06.2010 Bestimmung von Bestimmung von (r): PREM

14 Modul BWP12 09.06.2010 Bestimmung von Bestimmung von (r): PREM Dziewonski & Anderson PEPI 25 (1981) 297-356

15 Modul BWP12 09.06.2010 Das PREM Modell Dichte (r) Druck P(r) und g(r)

16 Modul BWP12 09.06.2010 Das PREM Modell

17 Modul BWP12 09.06.2010 Stofflicher Aufbau des Erdinnern Petrologie des Erdmantels: Es existieren 2 Hauptbestandteile MgO + SiO 2 = MgSiO 3 2 MgO + SiO 2 = Mg 2 SiO 4 (enstatite -> pyroxene) (forsterite -> olivine) plus 10% Fe Anteil

18 Modul BWP12 09.06.2010

19 Modul BWP12 09.06.2010

20 Modul BWP12 09.06.2010 Pyrolite Modell Der obere Erdmantel

21 Modul BWP12 09.06.2010 Die Übergangszone

22 Modul BWP12 09.06.2010 Der untere Erdmantel

23 Modul BWP12 09.06.2010 Der Erdmantel insgesamt

24 Modul BWP12 09.06.2010 Wie kann man die Zusammensetzung der Erde bestimmen ??


Herunterladen ppt "Modul BWP12 09.06.2010 Modul BWP12 Zustandsgleichungen (II): Adams-Williamson Gleichung."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen