Vairāk

2.2. Zemes slāņi - ģeozinātnes

2.2. Zemes slāņi - ģeozinātnes


Lai izprastu plākšņu tektonikas detaļas, vispirms ir svarīgi izprast zemes slāņus. Informācija par to, kas atrodas zem virsmas, ir ļoti ierobežota; Lielākā daļa no tā, ko mēs zinām, ir salikta no hipotētiskiem modeļiem un seismisko viļņu datu un meteorīta materiālu analīzes. Parasti Zemi var sadalīt slāņos, pamatojoties uz ķīmisko sastāvu un fizikālajām īpašībām.

Ķīmiskie slāņi

Protams, zeme sastāv no neskaitāmām elementu kombinācijām. Neatkarīgi no tā, kādi elementi ir iesaistīti, divi galvenie faktori - temperatūra un spiediens - ir atbildīgi par trīs atšķirīgu ķīmisko slāņu izveidošanu.

Garoza

Ārējais ķīmiskais slānis un tas, uz kura mēs pašlaik dzīvojam, ir garoza. Ir divu veidu garoza. Kontinentālajai garozai ir salīdzinoši mazs blīvums un sastāvs, kas līdzīgs granītam. Okeāna garozai ir salīdzinoši augsts blīvums, it īpaši auksts un vecs, un sastāvs ir līdzīgs bazaltam. Garozas virsmas līmeņi ir salīdzinoši trausli. Garozas dziļākās daļas tiek pakļautas augstākai temperatūrai un spiedienam, kas padara tās elastīgākas. Plastiski materiāli ir kā mīksta plastmasa vai tepe, tie pārvietojas ar spēku. Trauslie materiāli ir kā ciets stikls vai keramika, tie saplīst ar spēku, it īpaši, ja to ātri uzklāj. Zemestrīces parasti notiek garozas augšdaļā, un tās izraisa salīdzinoši trauslu materiālu strauja kustība.

Garozas pamatnei raksturīgs liels seismiskā ātruma pieaugums, kas mēra, cik ātri zemestrīces viļņi pārvietojas pa cieto vielu. Šo zonu, sauktu par Mohorovičić Discontinuity jeb īsi par Moho, šo zonu atklāja Andrija Mohorovičić (izrunā mo-ho-ro-vee-cheech; audio izruna) 1909. gadā pēc zemestrīču viļņu ceļu izpētes dzimtajā Horvātijā [27]. Viļņu virziena un ātruma izmaiņas izraisa dramatiskas ķīmiskas atšķirības starp garozu un apvalku. Zem okeāniem Moho atrodas aptuveni 5 km zem okeāna dibena. Zem kontinentiem tas atrodas apmēram 30-40 km zem virsmas. Blakus noteiktiem lieliem kalnu apbūves notikumiem, kas pazīstami kā orogēnas, kontinentālais Moho dziļums tiek dubultots [28].

Mantle

Apvalks atrodas zem garozas un virs kodola. Tas ir lielākais ķīmiskais slānis pēc tilpuma, kas stiepjas no garozas pamatnes līdz aptuveni 2900 km dziļumam [29]. Lielākā daļa no tā, ko mēs zinām par mantiju, nāk no seismisko viļņu analīzes, lai gan informācija tiek apkopota, pētot opiolītus un ksenolītus. Ophiolites ir apvalka gabali, kas ir pieauguši caur garozu, līdz tie tiek pakļauti okeāna dibena daļai. Ksenolīti tiek nogādāti magmā un vulkāna izvirdumu rezultātā uz Zemes virsmas. Lielākā daļa ksenolītu ir izgatavoti no peridotīta, ultramamatiskas magmatisko iežu klases (skaidrojumu skat. 4. nodaļā). Tādēļ zinātnieki pieļauj hipotēzi, ka lielākā daļa apvalka ir izgatavota no peridotīta [30].

Kodols

Zemes kodols, kurā ir gan šķidri, gan cieti slāņi, un kas galvenokārt sastāv no dzelzs, niķeļa un, iespējams, nedaudz skābekļa [31]. Zinātnieki, aplūkojot seismiskos datus, pirmo reizi šo iekšējo ķīmisko slāni atklāja 1906. gadā [32]. Izmantojot hipotētiskās modelēšanas, astronomiskā ieskata un cieto seismisko datu savienojumu, viņi secināja, ka kodols galvenokārt ir metālisks dzelzs [33]. Zinātnieki, kas pēta meteorītus, kas parasti satur vairāk dzelzs nekā virszemes ieži, ir ierosinājuši, ka zeme ir izveidojusies no meteoriskā materiāla. Viņi uzskata, ka kodola šķidrā sastāvdaļa tika izveidota, kad dzelzs un niķelis iegrima planētas centrā, kur to sašķidrināja intensīvs spiediens [34].

Fiziskie slāņi

Zemi var sadalīt arī piecos atšķirīgos fiziskos slāņos, pamatojoties uz to, kā katrs slānis reaģē uz stresu. Kaut arī slāņu ķīmiskajā un fizikālajā apzīmējumā, it īpaši kodola un apvalka robežās, ir zināmas pārklāšanās, starp abām sistēmām ir būtiskas atšķirības.

Litosfēra

Lithos ir grieķu valoda attiecībā uz akmeni, un litosfēra ir visattālākais Zemes fiziskais slānis. Tas ir sagrupēts divos veidos: okeāna un kontinentālais. Okeāna litosfēra ir plāna un samērā stingra. Tā biezums svārstās no gandrīz nulles jaunajās plāksnēs, kas atrastas ap okeāna vidus grēdām, līdz vidēji 140 km lielākajā daļā citu vietu. Kontinentālā litosfēra parasti ir biezāka un ievērojami plastiskāka, it īpaši dziļākajos līmeņos. Tās biezums svārstās no 40 līdz 280 km [35]. Litosfēra nav nepārtraukta. Tas ir sadalīts segmentos, kurus sauc par plāksnēm. Plākšņu robeža ir vieta, kur divas plāksnes satiekas un pārvietojas viena pret otru. Plākšņu robežas ir vietas, kur mēs redzam plākšņu tektoniku darbībā - kalnu celtniecību, zemestrīču izraisīšanu un vulkāniskās aktivitātes radīšanu.

Astenosfēra

Astenosfēra ir slānis zem litosfēras. Asteno- nozīmē spēka trūkumu, un astenosfēras raksturīgākā īpašība ir kustība. Tā kā tas ir mehāniski vājš, šis slānis pārvietojas un plūst konvekcijas strāvu dēļ, ko rada siltums, kas nāk no zemes kodola [33]. Atšķirībā no litosfēras, kas sastāv no vairākām plāksnēm, astenosfēra ir samērā nesalauzta. Zinātnieki to ir noteikuši, analizējot seismiskos viļņus, kas iet caur slāni. Dziļums, kādā atrodas astenosfēra, ir atkarīgs no temperatūras [36]. Tā mēdz gulēt tuvāk zemes virsmai ap okeāna vidusdaļām un daudz dziļāk zem kalniem un litosfēras plākšņu centriem.

Mezosfēra

Mezosfēra, dažreiz pazīstama kā apakšējā apvalka, ir stingrāka un nekustīgāka par astenosfēru. Mezosfēru, kas atrodas aptuveni 410 un 660 km dziļumā zem zemes virsmas, ietekmē ļoti augsts spiediens un temperatūra. Šie ekstremālie apstākļi rada pārejas zonu augšējā mezosfērā, kur minerāli nepārtraukti mainās dažādās formās vai pseidomorfos [37]. Zinātnieki identificē šo zonu pēc seismiskā ātruma izmaiņām un dažreiz fiziskām šķēršļiem kustībai [38]. Zem šīs pārejas zonas mezosfēra ir samērā vienmērīga, līdz tā sasniedz kodolu.

Iekšējais un ārējais kodols

Ārējais kodols ir vienīgais pilnīgi šķidrais slānis uz Zemes. Tas sākas 2890 km dziļumā un stiepjas līdz 5150 km, padarot to apmēram 2300 km biezu. 1936. gadā dāņu ģeofiziķis Inge Lehmans analizēja seismiskos datus un pirmais pierādīja, ka šķidrā ārējā kodolā pastāv ciets iekšējais kodols [39]. Cietā iekšējā serde ir aptuveni 1220 km bieza, bet ārējā serde ir aptuveni 2300 km bieza [40].

Šķiet, ka ir pretruna, ka karstākā Zemes daļa ir cieta, jo minerālvielas, kas veido kodolu, šajā temperatūrā būtu sašķidrinātas vai iztvaicētas. Milzīgs spiediens notur iekšējā kodola minerālvielas cietā fāzē [41]. Iekšējais kodols lēnām aug no apakšējā ārējā kodola sacietēšanas, kad siltums izplūst no Zemes iekšienes un tiek izkliedēts uz ārējiem slāņiem [42].

Zemes šķidrais ārējais kodols ir kritiski svarīgs, lai uzturētu elpojošu atmosfēru un citus dzīvībai labvēlīgus vides apstākļus. Zinātnieki uzskata, ka zemes magnētisko lauku rada izkausēta dzelzs un niķeļa cirkulācija ārējā kodolā [43]. Ja ārējais kodols pārstātu cirkulēt vai kļūtu ciets, magnētiskā lauka zuduma rezultātā Zeme tiktu atbrīvota no dzīvību uzturošām gāzēm un ūdens. Tas notika un turpinās arī uz Marsa [44].

Plākšņu tektoniskās robežas

Pasīvās malās plāksnes nepārvietojas - kontinentālā litosfēra pāriet okeāna litosfērā un veido abu veidu plāksnes. Tektonisko plāksni var izgatavot gan no okeāna, gan kontinentālās litosfēras, kuras savieno pasīvā mala. Ziemeļamerikas un Dienvidamerikas austrumu krasta līnijas ir pasīvās robežas piemēri. Aktīvās malas ir vietas, kur okeāna un kontinentālās litosfēras tektoniskās plāksnes satiekas un pārvietojas viena no otras, piemēram, Ziemeļamerikas un Dienvidamerikas rietumu krasti. Šo kustību izraisa berzes pretestība, kas izveidota starp plāksnēm, un plāksnes blīvuma atšķirības. Lielāko daļu kalnu apbūves notikumu, zemestrīces aktivitāti un aktīvo vulkānismu uz Zemes virsmas var attiecināt uz tektonisko plākšņu kustību aktīvās malās.

Vienkāršotā modelī ir trīs tektonisko plākšņu robežu kategorijas. Konverģējošās robežas ir vietas, kur plāksnes virzās viena pret otru. Pie atšķirīgām robežām plāksnes pārvietojas atsevišķi. Pie transformācijas robežām plāksnes slīd garām viena otrai.

Atsauces


2.2. Zemes slāņi - ģeozinātnes

Pirms trim gadsimtiem angļu zinātnieks Īzaks Ņūtons, veicot pētījumus par planētām un gravitācijas spēku, aprēķināja, ka Zemes vidējais blīvums ir divreiz lielāks nekā virsmas akmeņiem un tāpēc Zemes iekšienē jābūt daudz blīvākam materiālam. Kopš Ņūtona laikiem mūsu zināšanas par to, kas atrodas Zemes pusē, ir ārkārtīgi uzlabojušās, taču viņa blīvuma novērtējums būtībā nemainās. Mūsu pašreizējā informācija nāk no pētījumiem par zemestrīces viļņu ceļiem un īpašībām, kas pārvietojas pa Zemi, kā arī no laboratorijas eksperimentiem ar virsmas minerāliem un akmeņiem augstā spiedienā un temperatūrā. Citi svarīgi dati par Zemes interjeru nāk no virszemes iežu ģeoloģiskā novērojuma un Zemes kustības Saules sistēmā, tās gravitācijas un magnētisko lauku, kā arī siltuma plūsmas no Zemes iekšienes izpētes.

Zemes planētu veido trīs galvenie apvalki: ļoti plāna, trausla garoza, apvalks un apvalks un apvalks un kodols ir sadalīti divās daļās. Uz šīs publikācijas vāka visas detaļas ir uzzīmētas mērogā, un tabulas beigās ir norādīti detaļu biezumi. Lai gan serdes un apvalka biezums ir aptuveni vienāds, serde faktiski veido tikai 15 procentus no Zemes tilpuma, savukārt apvalks aizņem 84 procentus. Garoza veido atlikušos 1 procentu. Zinātnieki nepārtraukti uzlabo mūsu zināšanas par Zemes slāņiem un ķīmisko sastāvu, veicot laboratoriskus eksperimentus ar akmeņiem pie augsta spiediena un datoros analizējot zemestrīču ierakstus.

Garoza

1. attēls. Okeāna garoza Havaju salā ir aptuveni 5 kilometrus bieza. Kontinentālās garozas biezums zem Kalifornijas austrumiem svārstās no 25 kilometriem zem Lielās ielejas līdz 60 kilometriem zem Sjerras Nevadas.

Veicot plašu plākšņu tektonikas procesu, aptuveni divpadsmit plāksnes, kas satur kontinentu un okeāna baseinu kombinācijas, lielā daļā ģeoloģiskā laika ir pārvietojušās pa Zemes virsmu. Plākšņu malas iezīmē zemestrīču un vulkānu koncentrācija. Sadursmes ar plāksnēm var radīt tādus kalnus kā Himalaji, kas ir augstākais diapazons pasaulē. Plātnēs ietilpst garoza un augšējās apvalka daļa, un tās pārvietojas pa karstu, iegūstot augšējo apvalka zonu ar ļoti lēnu, dažu centimetru lielu ātrumu gadā, lēnāk nekā nagi augšanas ātrums. Garoza zem okeāniem ir daudz plānāka nekā kontinentos (skat. Attēlu iepriekš).

Robežu starp garozu un mantiju sauc par Mohoroviča nepārtrauktību (vai Moho), un tā tiek nosaukta par godu cilvēkam, kurš to atklāja, horvātu zinātniecei Andrijai Mohorovičai. Neviens nekad nav redzējis šo robežu, bet to var noteikt, strauji palielinoties turienes zemestrīces viļņu ātrumam. Tiek pieņemts, ka Moho pieauguma izskaidrojums ir izmaiņas klinšu tipos. Ir ierosināti urbumi, lai iekļūtu Moho, un padomju bedre Kolas pussalā ir izurbta 12 kilometru dziļumā, taču urbšanas izdevumi līdz ar dziļumu ārkārtīgi palielinās, un Moho iespiešanās nav iespējama ļoti drīz.

Mantle

Kodols

2. attēls. Visas Zemes šķērsgriezums, parādot zemestrīces viļņu ceļu sarežģītību. Ceļi izliekas, jo dažādie klinšu veidi, kas atrodami dažādos dziļumos, maina viļņu pārvietošanās ātrumu. Cietās līnijas, kas apzīmētas ar P, ir saspiešanas viļņi. Pārtrauktas līnijas, kas apzīmētas ar S, ir bīdes viļņi. S viļņi neiziet cauri serdenim, bet, nonākot kodolā, tos var pārveidot par spiedes viļņiem (apzīmēti ar K) (PKP, SKS). Viļņi var atstaroties uz virsmas (PP, PPP, SS). Kodols bija pirmais identificētais iekšējais strukturālais elements. To 1906. gadā atklāja R. D. Oldhams, pētot zemestrīču datus, un tas palīdzēja izskaidrot Ņūtona aprēķināto Zemes blīvumu. Tiek uzskatīts, ka ārējais kodols ir šķidrs, jo tas nepārraida bīdes (S) viļņus un tāpēc, ka strauji samazinās caur to izieto spiedes (P) viļņu ātrums. Iekšējais kodols tiek uzskatīts par cietu, jo caur to iet P un S viļņi.

Visas Zemes šķērsgriezums, parādot zemestrīces viļņu ceļu sarežģītību. Ceļi izliekas, jo dažādie klinšu veidi, kas atrodami dažādos dziļumos, maina viļņu pārvietošanās ātrumu. Cietās līnijas, kas apzīmētas ar P, ir saspiešanas viļņi. Pārtrauktas līnijas, kas apzīmētas ar S, ir bīdes viļņi. S viļņi neiziet cauri kodolam, bet, nonākot serdenī, tos var pārveidot par saspiešanas viļņiem (apzīmēti ar K) (PKP, SKS). Viļņi var atstaroties uz virsmas (PP, PPP, SS).


Tālāk sniegtais tiek kopēts ar atļauju no Kentuki izglītības departamenta tīmekļa vietnes Zinātnes novērtējums pamatsaturs. Tajā ir tikai tie satura paziņojumi, kas attiecas uz zemes un kosmosa zinātni. Tas nesatur satura paziņojumus par zinātniskās izpētes būtību vai zinātnes lietojumprogrammu daļām tehnoloģijā, zinātni personīgajā un sociālajā perspektīvā vai zinātnes vēsturi un dabu, lai gan informācija, kas saistīta ar paziņojumiem šajā vietnē, var palīdzēt novērtēt šajās jomās.

K-4 pakāpe: konceptuālā izpratne - Zemes un Kosmosa zinātne

Zemes materiālu īpašības

SC-E-2.1.1 Zemes materiāli ietver cietos iežus un augsni, ūdeni un atmosfēras gāzes. Minerāliem, kas veido ieži, piemīt krāsu, struktūras un cietības īpašības. Augsnēm piemīt krāsas, struktūras īpašības, ūdens noturēšanas spēja un spēja atbalstīt augu augšanu. Ūdens uz Zemes un atmosfērā var būt ciets, šķidrs vai gāzveida.

SC-E-2.1.2 Zemes materiāli nodrošina daudzus cilvēku izmantotos resursus. Dažādajiem materiāliem ir dažādas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas tos padara dažādos veidos noderīgus, piemēram, kā celtniecības materiālus (piemēram, akmens, māls, marmors), kā degvielas avotus (piemēram, naftu, dabasgāzi) vai augi, kurus izmantojam kā pārtiku.

SC-E-2.1.3 Zemes materiālos atrastās fosilijas sniedz pierādījumus par organismiem, kas dzīvoja jau sen, un vides dabu tajā laikā.

Objekti debesīs

SC-E-2.2.1 Saule nodrošina gaismu un siltumu, kas nepieciešams Zemes temperatūras uzturēšanai. Saules gaisma un siltums ir nepieciešami, lai uzturētu dzīvību uz Zemes.

SC-E-2.2.2 Objektiem debesīs (piemēram, Saule, mākoņi, mēness) ir īpašības, atrašanās vietas un reālas vai šķietamas kustības, kuras var novērot un aprakstīt.

Zemes un debesu izmaiņas

SC-E-2.3.1 Zemes virsma mainās. Dažas izmaiņas ir saistītas ar lēniem procesiem, piemēram, eroziju vai atmosfēras iedarbību. Dažas izmaiņas ir saistītas ar straujiem procesiem, piemēram, zemes nogruvumiem, vulkāna izvirdumiem un zemestrīcēm.

SC-E-2.3.2 Laika apstākļu izmaiņas katru dienu un sezonās. Laika apstākļus var raksturot ar novērojumiem un izmērāmiem lielumiem, piemēram, temperatūru, vēja virzienu un ātrumu, kā arī nokrišņiem.

SC-E-2.3.3 Izmaiņām objektu kustībā debesīs ir novērojami un aprakstāmi modeļi. Šķiet, ka Saule katru dienu pārvietojas pa debesīm tādā pašā veidā, bet Saules šķietamais ceļš sezonu laikā mainās lēnām. Mēness ikdienā pārvietojas pa debesīm līdzīgi kā Saule. Novērojamā mēness forma katru dienu mainās ciklā, kas ilgst apmēram mēnesi.

5.-8. Klase: konceptuālā izpratne - Zemes un Kosmosa zinātne

Zemes sistēmas struktūra: litosfēra, hidrosfēra, atmosfēra

SC-M-2.1.1 Zeme ir slāņaina. Litosfēra ir plānā Zemes garoza. Litosfēras plāksnes lēnām pārvietojas, reaģējot uz kustībām mantijā. Zemes centrā ir blīvs kodols.

SC-M-2.1.2 Reljefa formas ir konstruktīvu un destruktīvu spēku kombinācijas rezultāts. Konstruktīvie spēki ietver garozas deformāciju, vulkāna izvirdumu un nogulumu nogulsnēšanos, savukārt destruktīvie spēki ietver atmosfēras iedarbību un eroziju.

SC-M-2.1.3 Litosfērā un mantijā atrodamie materiāli tiek mainīti nepārtrauktā procesā, ko sauc par klinšu ciklu.

SC-M-2.1.4 Augsne sastāv no novecojušiem akmeņiem un no bojā gājušu augu, dzīvnieku, sēņu, protistu un baktēriju sadalīta organiskā materiāla. Augsnes bieži sastopamas slāņos, katrai no tām ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs un struktūra.

SC-M-2.1.5 Ūdens, kas klāj lielāko daļu Zemes virsmas, cirkulē caur garozu, okeāniem un atmosfēru tā saucamajā ūdens ciklā. Ūdens izšķīdina minerālvielas un gāzes un var tās nogādāt okeānos.

SC-M-2.1.6 Zemi ieskauj salīdzinoši plāna gaisa sega, ko sauc par atmosfēru. Atmosfēra ir slāpekļa, skābekļa un mikroelementu maisījums, kas ietver ūdens tvaikus. Atmosfērai ir dažādas īpašības dažādos augstumos.

SC-M-2.1.7 Globālie atmosfēras kustības modeļi ietekmē vietējos laika apstākļus. Okeāniem ir liela ietekme uz klimatu, jo ūdens okeānos uztur lielu siltuma daudzumu.

Zemes vēsture

SC-M-2.2.1 Zemes procesi, ko mēs šodien redzam, ieskaitot eroziju, litosfēras plākšņu kustību un atmosfēras sastāva izmaiņas, ir līdzīgi tiem, kas notika agrāk. Zemes vēsturi ietekmē arī gadījuma rakstura katastrofas, piemēram, asteroīda vai komētas ietekme.

SC-M-2.2.2 Fosilijas sniedz svarīgu pierādījumu tam, kā mainījušies vides apstākļi un dzīve.

Zeme Saules sistēmā

SC-M-2.3.1 Zeme ir trešā planēta no Saules sistēmā, kurā ietilpst mēness, saule, vēl astoņas planētas un to pavadoņi, kā arī mazāki objekti, piemēram, asteroīdi un komētas. Saule, vidējā zvaigzne, ir centrālais un lielākais ķermenis Saules sistēmā.

SC-M-2.3.2 Lielākā daļa Saules sistēmas objektu ir regulārā un paredzamā kustībā. Šīs kustības izskaidro tādas parādības kā diena, gads, mēness fāzes un aptumsumi.

SC-M-2.3.3 Gravitācija ir spēks, kas uztur planētas orbītā ap Sauli un regulē pārējo Saules sistēmas kustību. Saules un Mēness gravitācijas spēks uz Zemes okeāniem ir galvenais plūdmaiņu cēlonis.

SC-M-2.3.4 Saule ir galvenais Zemes enerģijas avots. Saules enerģija ietekmē ūdens ciklu, vējus, okeāna straumes un augu augšanu. Gadalaiki rodas no Saules enerģijas daudzuma izmaiņām, kas skar Zemes virsmu.

9.-12. Klase: konceptuālā izpratne - Zemes un Kosmosa zinātne

Enerģija Zemes sistēmā

SC-H-2.1.1 Zemes sistēmām ir enerģijas avoti, kas ir iekšēji un ārpus Zemes. Saule ir galvenais ārējais enerģijas avots. Divi galvenie iekšējās enerģijas avoti ir radioaktīvo izotopu sabrukšana un gravitācijas enerģija no Zemes sākotnējās veidošanās.

SC-H-2.1.2 Zemes iekšējā siltuma ārējā pārnešana virza konvekcijas cirkulāciju apvalkā. Tas izraisa garozas plākšņu pārvietošanos pa Zemes virsmu.

SC-H-2.1.3 Zemes virsmas un atmosfēras apsildīšana ar Saules palīdzību veicina konvekciju atmosfērā un okeānos, radot vējus un okeāna straumes.

SC-H-2.1.4 Globālo klimatu nosaka enerģijas pārnese no Saules uz Zemes virsmas un tās tuvumā. Šo enerģijas pārnesi ietekmē tādi dinamiski procesi kā mākoņu sega un Zemes griešanās un statiskie apstākļi, piemēram, kalnu grēdu un okeānu stāvoklis.

Ģeoķīmiskie cikli

SC-H-2.2.1 Zeme ir sistēma, kas satur fiksētu daudzumu katra stabilā ķīmiskā atoma vai elementa. Katrs elements var pastāvēt vairākos dažādos rezervuāros. Katrs elements uz Zemes ģeoķīmisko ciklu ietvaros pārvietojas starp cietās Zemes, okeānu, atmosfēras un organismu rezervuāriem.

SC-H-2.2.2 Vielas kustību starp rezervuāriem virza Zemes iekšējie un ārējie enerģijas avoti. Šīs kustības bieži pavada vielas fizikālo un ķīmisko īpašību izmaiņas. Piemēram, ogleklis rodas karbonāta iežos, piemēram, kaļķakmens, atmosfērā kā oglekļa dioksīda gāze, ūdenī kā izšķīdis oglekļa dioksīds un visos organismos kā sarežģītas molekulas, kas kontrolē dzīves ķīmiju.

Zemes sistēmas veidošanās un notiekošās izmaiņas

SC-H-2.3.1 Saule, Zeme un pārējā Saules sistēma pirms apmēram 4,6 miljardiem gadu izveidojās no miglāja putekļu un gāzes mākoņa.

SC-H-2.3.2 Ģeoloģiskā laika novērtēšanai izmantotie paņēmieni ietver radioaktīvas datēšanas izmantošanu, klinšu sekvences novērošanu un fosiliju salīdzināšanu, lai korelētu klinšu secības dažādās vietās.

SC-H-2.3.3 Mijiedarbība starp cieto Zemi, okeāniem, atmosfēru un dzīvajām būtnēm ir izraisījusi mainīgas Zemes sistēmas nepārtrauktu attīstību. Cilvēka laika skalā var novērot zemestrīces un vulkāna izvirdumus, taču daudzi procesi, piemēram, kalnu celtniecība un plākšņu kustība, notiek simtiem miljonu gadu laikā.

SC-H-2.3.4 Pierādījumi par vienšūnu dzīves formām - baktērijām - ir vairāk nekā 3,5 miljardi gadu seni. Dzīves izmaiņas laika gaitā izraisīja dramatiskas izmaiņas Zemes atmosfēras sastāvā, kas sākotnēji nesaturēja skābekli.

Visuma veidošanās un notiekošās izmaiņas

SC-H-2.4.1 Lielā sprādziena teorija un novērošanas mērījumi, kas to atbalsta, novieto Visuma izcelsmi laikā starp 10 un 20 miljardiem gadu, kad Visums sākās karstā blīvā stāvoklī. Saskaņā ar šo teoriju Visums kopš tā laika ir paplašinājies.

SC-H-2.4.2 Visuma vēstures sākumā pirmie atomi, kas veidojās, galvenokārt bija ūdeņradis un hēlijs. Laika gaitā šie elementi saliekas kopā ar gravitācijas piesaisti, veidojot triljonus zvaigžņu.

SC-H-2.4.3 Zvaigžņu dzīves cikls ir līdzīgs nāvei, kas ir līdzīgs dzīvo organismu ciklam. Dzīves laikā zvaigznes rada enerģiju no kodolsintēzes reakcijām, kas rada secīgi smagākus ķīmiskos elementus. Dažas zvaigznes savas dzīves beigās eksplodē, un viņu radītie smagie elementi tiek uzspridzināti kosmosā, lai izveidotu nākamo zvaigžņu un planētu paaudzi.

9.-12. Klase: konceptuālā izpratne - dzīvības zinātne

Bioloģiskās izmaiņas

SC-H-3.4.1 Sugas laika gaitā mainās. Bioloģiskās izmaiņas laika gaitā ir sekas mijiedarbībai ar (1) sugas spēju palielināt savu skaitu, (2) pēcnācēju ģenētisko mainīgumu gēnu mutācijas un rekombinācijas dēļ, (3) nepieciešamo resursu ierobežotu piegādi. (4) dabiskā atlase. Pārmaiņu sekas laika gaitā sniedz zinātnisku skaidrojumu par seno dzīvības formu fosilajiem ierakstiem un pārsteidzošajām molekulārajām līdzībām, kas novērotas dažādu dzīvo organismu sugu starpā.

SC-H-3.4.2 Organismu lielā daudzveidība ir vairāk nekā 3,5 miljardu gadu ilgo bioloģisko izmaiņu rezultāts, kas katru pieejamo nišu ir piepildījis ar dzīvības formām. Mūsdienās uz Zemes dzīvojošie miljoniem dažādu augu, dzīvnieku un mikroorganismu sugu ir saistītas ar izcelsmi no kopējiem senčiem.

Organismu savstarpējā atkarība

SC-H-3.5.4 Cilvēki dzīvo pasaules ekosistēmās. Cilvēka darbība var tīšām vai netīši mainīt dinamiku ekosistēmās. Šīs darbības var apdraudēt pašreizējo un nākotnes globālo stabilitāti, un, ja tās netiek risinātas, ekosistēmas var tikt neatgriezeniski ietekmētas.


GPlates 2.2 programmatūra un datu kopas

GPlates ir bezmaksas darbvirsmas programmatūra interaktīvai plākšņu tektonikas vizualizēšanai. GPlates 2.2 datu apkopošanu un dokumentēšanu galvenokārt finansēja AuScope National Collaborative Research Infrastructure (NCRIS).

GPlates ir izstrādājusi starptautiska zinātnieku un profesionālu programmatūras izstrādātāju komanda pie EarthByte projekta (daļa no AuScope) Sidnejas universitātē, CalTech ģeoloģijas un planētu zinātņu nodaļā (GPS), Norvēģijas ģeoloģijas dienesta ģeodinamikas komandā. (NGU) un Zemes evolūcijas un dinamikas centru (CEED) Oslo universitātē.

EarthByte grupas dati ir licencēti saskaņā ar Creative Commons Attribution 3.0 Unported licenci. Lūdzu, norādiet šajā lapā norādītās atsauces, izmantojot GPlates 2.2 datu kopas.

Ar GPlates saderīgi datu faili un # 8211 funkcijas

Zemāk ir saraksts ar GPlates saderīgiem datu failiem, kurus var nemanāmi ielādēt GPlates. Funkcijas dati ir pieejami formātos .gpml (GPlates Markup Language), .dat (PLATES4), .shp (ESRI Shapefile) un .xy (lon, lat ar galvenes ierakstu).

FunkcijaFailsAvots
EarthByte globālais rotācijas modelisLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte krasta līnijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte kontinentālie daudzstūriLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte globālās kontinenta un okeāna robežasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte dinamiskie daudzstūriLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte plūsmas līnijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte režģiLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte karstie punktiLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte Isochron failsLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte paleomagnētiskie datiLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte jūras grīdas audumsLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte globālais izplatīšanās kores failsLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte statiskie daudzstūriLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte lielie magmatiskie un vulkāniskie apgabaliLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte paleogeogrāfijaLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
EarthByte alternatīvo plākšņu rekonstrukcijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem

Ar GPlates saderīgi datu faili un # 8211 rastri

Zemāk ir saraksts ar GPlates saderīgiem mūsdienu rastriem un no laika atkarīgiem rastra attēliem, kurus var vienmērīgi ielādēt GPlates. Rastra dati ir pieejami kā JPG sērija. Mēs esam nodrošinājuši arī .grd failus, kas ļauj jums elastīgi izmantot savus krāsu paletes failus.

RastrsFailsAvots
Globālā mūsdienu AgegridLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Globālā topogrāfijaLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Globālās brīvā gaisa smaguma anomālijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Vertikālais gravitācijas gradients (VGG)Lejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Bouguer smaguma anomālijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Izostatiskās smaguma anomālijasLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Globālās magnētiskās anomālijas (EMAG2)Lejupielādēt - zip fails Datu informācija
Globālā ģeoloģijaLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Garozas biezumsLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem
Garozas celmsLejupielādēt - zip failsInformācija par datiem

Rasters no laika

Krāsu paletes (CPT) faili

GPlates parauga datos ir iekļautas sešas ar Ģenerālie kartēšanas rīkiem (GMT) saderīgas krāsu paletes, kuras var izmantot GPlates. Tie ietvēra jūras dibena vecumu, īpatnības vecumu, izohronus un izciļņus, kā arī kategoriju un regulāru plāksnīšu ID & # 8211.

Par GPlates 2.2 datu paraugu

GPlates 2.2 ir iesaiņots ar virkni datu kopu paraugu, kas lietotājiem ļauj ātri un ērti sākt darbu ar plākšņu tektoniskajām rekonstrukcijām.

Tālāk sniegtajā informācijā ir sīki aprakstīti šo datu avoti un attiecīgie citāti. EarthByte grupas dati ir licencēti saskaņā ar Creative Commons Attribution 3.0 Unported licenci. Izmantojot publikācijas GPlates un datu paraugus, iesakām norādīt sākotnējos datu avotus, kā norādīts zemāk.

Iespējas

EarthByte globālais rotācijas modelis

Datu izlasē iekļauti labotie Metjūss et al. (2016) rotācijas fails, kas satur rekonstrukcijas stabu apkopojumu, kas apraksta kontinentu un okeānu kustības un pielieto korekciju Klusā okeāna plāksnes rotācijām pirms 83 Ma, pamatojoties uz Torsvik et al. (2019). Šīs rotācijas ir daudzu iepriekšēju pētījumu sintēze, katrā rotācijas faila rindā ir norādīts attiecīgā rotācijas pola sākotnējais avots. Daudzi no šiem sākotnējiem avotiem ir uzskaitīti Matthews et al. (2016) papīrs, kas uzskaitīts zemāk.

Iesniegtie funkciju dati (sīki aprakstīti turpmāk) ir saderīgi ar šo rotācijas failu.

Matthews, KJ, Maloney, KT, Zahirovic, S., Williams, SE, Seton, M., and Müller, RD, 2016, Globālā plākšņu robežu evolūcija un kinemātika kopš vēlīnā paleozoja: globālās un planētu pārmaiņas, DOI: 10.1016 / j .gloplacha.2016.10.002.

Torsvik, T. H., Steinbergers, B., Šefards, G. E., Doubrovine, P. V., Gaina, C., Domeier, M., Conrad, C.P. un Sager, W.W., 2019. Pacific-Panthalassic rekonstrukcijas: pārskats, kļūdas un turpmākā virzība. Ģeoķīmija, ģeofizika, ģeosistēmas, DOI: 10.1029 / 2019GC0084

EarthByte Coastlines

The coastline for Greenland uses the Danish Geological Survey dataset, and the rest of the world uses the World Vector Shoreline from the the Global Self-consistent Hierarchical High-resolution Geography (GSHHG) dataset, Version 2.3.7. The coastline data included here is a simplified version of the “high” resolution GSHHG coastline data – simplified in ArcGIS with simplification tolerance 0.05 decimal degrees (min area: 100 sq km). The coastlines are cookie-cut first using the static polygons, with a second stage applied where oceanic volcanic provinces (Johansson et al., 2018) are used to assign ages to oceanic islands related to hotspots.

Bohlander, J. and Scambos, T. 2007. Antarctic coastlines and grounding line derived from MODIS Mosaic of Antarctica (MOA), Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center.

Gorny, A. J. 1977. World Data Bank II General User GuideRep. PB 271869, 10pp, Central Intelligence Agency, Washington, DC.

Matthews, K. J., Maloney, K. T., Zahirovic, S., Williams, S. E., Seton, M., and Müller, R. D., 2016, Global plate boundary evolution and kinematics since the late Paleozoic: Global and Planetary Change, DOI: 10.1016/j.gloplacha.2016.10.002.

Soluri, E. A., and Woodson, V. A. 1990. World Vector Shoreline, Int. Hydrograph. Rev., LXVII(1), 27-35.

Wessel, P., and Smith, W. H. F. 1996. A global, self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database, J. Geophysical Res., 101(B4), 8741-8743.

EarthByte Continental Polygons

The continental polygons are a set of data containing the continental lithosphere only (consistent with the static polygons described below). These are consistent with Matthews et al. (2016).

EarthByte Global Continent-Ocean Boundaries

The present day Global Continent-Ocean Boundary (COB) Dataset from Müller et al. (2016) are represented as lines along passive margins and do not include active margins. The timescale used is Gee and Kent (2007). The COBs are consistent with Matthews et al. (2016).

Müller, R.D., Seton, M., Zahirovic, S., Williams, S.E., Matthews, K.J., Wright, N.M., Shephard, G.E., Maloney, K.T., Barnett-Moore, N., Hosseinpour, M., Bower, D.J. & Cannon, J. 2016. Ocean Basin Evolution and Global-Scale Plate Reorganization Events Since Pangea Breakup, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 44, pp. 107 . DOI: 10.1146/annurev-earth-060115-012211.

EarthByte Dynamic Polygons

A topological network of plate polygons with dynamic geometries are provided for the last 410 Ma. These data are provided in gpml (GPlates native) format and so require GPlates to be effectively visualised. Further information of this collection of data can be found here. The Dynamic polygons are consistent with the corrected Matthews et al. (2016) model.

EarthByte Flowlines

This directory contains examples of plate motion “flowlines” across the Atlantic Ocean that have been generated in GPlates. The directory contains a .gpml file which contains seed points at several locations along the Mid-Atlantic Ridge. When loaded with a rotation file the flowlines will be drawn to reflect the relative motion between the plate pair either side of the mid ocean ridge.

The flowlines will be reconstructed according to the rotation file that is loaded when they are opened but were created using a ridge axis location that is consistent with Matthews et al. (2016).

EarthByte Grid Marks

The grid marks included in the Sample Data have been cookie-cut using the Matthews et al. (2016) model.

EarthByte Hotspots

The hotspot/plume locations are represented as points and are split in Pacific and Indo/Atlantic domains. Locations were compiled from Montelli et al. (2004), Courtillot et al. (2003), Steinberger et al. (2000) and Anderson and Schramm (2005). Plumes closer than 500 km were combined into an averaged location.

Whittaker, J., Afonso, J., Masterton, S., Müller, R., Wessel, P., Williams, S., and Seton, M., 2015, Long-term interaction between mid-ocean ridges and mantle plumes: Nature Geoscience, v. 8, no. 6, p. 479-483, doi: 10.1038/ngeo2437.

EarthByte Isochron File

This directory contains the Müller et al. (2016) Ocean Floor Isochron Dataset. The isochrons are represented as lines and do not include reconstructed isochrons. The timescale used is Gee and Kent (2007). They are consistent with Matthews et al. (2016).

Müller, R.D., Seton, M., Zahirovic, S., Williams, S.E., Matthews, K.J., Wright, N.M., Shephard, G.E., Maloney, K.T., Barnett-Moore, N., Hosseinpour, M., Bower, D.J. & Cannon, J. 2016. Ocean Basin Evolution and Global-Scale Plate Reorganization Events Since Pangea Breakup, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 44, pp. 107 . DOI: 10.1146/annurev-earth-060115-012211.

EarthByte Paleomagnetic Data

The paleomagnetism data sets are from the IAGA Global Paleomagnetic Database. The data are provided in GMAP VGP format, and GPML format. Both file formats can be read by GPlates.

Torsvik, T.H., Müller, R.D., Van der Voo, R., Steinberger, B. and Gaina, C., 2008. Global Plate Motion Frames: Toward a unified model. Reviews of Geophysics, 46, RG3004, doi:10.1029/2007RG000227.

EarthByte Seafloor Fabric

The ‘SeafloorFabric’ folder within the sample data contains a set of geometries that define the tectonic fabric of the world’s oceans. The data are taken from a global community data set of fracture zones (FZs), discordant zones, propagating ridges, V-shaped structures and extinct ridges, digitized from vertical gravity gradient (VGG) maps. More information on the tectonic fabric of the ocean basins can be found here.

Citation:
Matthews, K. J., Müller, R. D., Wessel, P., Whittaker, J. M. 2011. The tectonic fabric of the ocean basins, The Journal of Geophysical Research. Doi: 10.1029/2011JB008413.

EarthByte Global Spreading Ridge File

The Matthews et al. (2016) spreading ridge dataset includes present day spreading ridges and extinct ridges, which are represented as lines. The timescale used is Gee and Kent (2007).

Müller, R.D., Seton, M., Zahirovic, S., Williams, S.E., Matthews, K.J., Wright, N.M., Shephard, G.E., Maloney, K.T., Barnett-Moore, N., Hosseinpour, M., Bower, D.J. & Cannon, J. 2016. Ocean Basin Evolution and Global-Scale Plate Reorganization Events Since Pangea Breakup, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 44, pp. 107 . DOI: 10.1146/annurev-earth-060115-012211.

EarthByte Static Polygons

Static polygons allow plate IDs to be assigned to other sets of data and to reconstruct raster data. These polygons, and the set of isochrons defining the age of the ocean floor.

Müller, R.D., Seton, M., Zahirovic, S., Williams, S.E., Matthews, K.J., Wright, N.M., Shephard, G.E., Maloney, K.T., Barnett-Moore, N., Hosseinpour, M., Bower, D.J. & Cannon, J. 2016. Ocean Basin Evolution and Global-Scale Plate Reorganization Events Since Pangea Breakup, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 44, pp. 107 . DOI: 10.1146/annurev-earth-060115-012211.

EarthByte Large Igneous Provinces and Volcanic Provinces

Large Igneous Provinces represent the world’s major voluminous plume-related volcanic products.

Whittaker, J., Afonso, J., Masterton, S., Müller, R., Wessel, P., Williams, S., and Seton, M., 2015, Long-term interaction between mid-ocean ridges and mantle plumes: Nature Geoscience, v. 8, no. 6, p. 479-483, doi: 10.1038/ngeo2437.

Volcanic Provinces represent a combination of Large Igneous Provinces, age-progressive plume volcanic products and other volcanic features.

Johansson, L., Zahirovic, S., and Müller, R. D., 2018, The interplay between the eruption and weathering of Large Igneous Provinces and the deep-time carbon cycle: Geophysical Research Letters, doi:10.1029/2017GL076691.

EarthByte Paleogeography

Global paleogeography from the Devonian to present is composed of a series of polygon layers that represent shallow marine, mountaineous, icesheet, and emergent land.

Cao, W., Zahirovic, S., Flament, N., Williams, S., Golonka, J., and Müller, R. D., 2017, Improving global paleogeography since the late Paleozoic using paleobiology: Biogeosciences, v. 14, no. 23, p. 5425-5439, DOI:10.5194/bg-14-5425-2017.

Regional paleogeography of Australia for the Phanerozoic is adapted from the Australian Paleogeographic Atlas, and represents a range of paleo-environments.

Citation:

Totterdell, J.M., Cook, P.J., Bradshaw, M.T., Wilford, G.E., Yeates, A.N., Yeung, M., Truswell, E.M., Brakel, A.T., Isem, A.R., Olissoff, S., Strusz, D.L., Langford, R.P., Walley, A.M., Mulholland, S.M., Beynon, R.M., 2001, Palaeogeographic Atlas of Australia: Geoscience Australia.

EarthByte Alternative Plate Reconstructions

This a variant of the corrected Matthews et al. (2016) topological plate polygon and plate boundary dataset where the absolute reference frame for the continents has been changed to be entirely paleomagnetic.

Paleomagnetic reference frames used:

Torsvik, T. H., Van der Voo, R., Preeden, U., Mac Niocaill, C., Steinberger, B., Doubrovine, P. V., van Hinsbergen, D. J., Domeier, M., Gaina, C., and Tohver, E., 2012, Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics: Earth-Science Reviews, v. 114, no. 3, p. 325-368, DOI: 10.1016/j.earscirev.2012.06.007.
Domeier, M., and Torsvik, T. H., 2014, Plate tectonics in the late Paleozoic: Geoscience Frontiers, v. 5, no. 3, p. 303-350, DOI: 10.1016/j.gsf.2014.01.002.

Rasters

Note: the resolution of the provided rasters has been limited to reduce the file size of the GPlates package. The original data sets are available in higher resolutions from links provided but we also provide a .grd file for convenience.

Each raster has at least three associated files, a netcdf grid, a .jpg/.png/.tif image file AND also a GPlates .gpml file. For easiest results, open the .gpml file in GPlates. GPlates will then generate some cache files that help it display the raster. Generating the cache files takes up some hard drive space and can take a minute to generate them the first time the rasters are loaded. Each subsequent loading of the raster using the .gpml file will be quicker, as GPlates will use the already-generated cache files. The Seafloor_Age_Grid contains a third .gproj file which is the best one to load this raster. Also contained in each of these folders is a Legend image which gives an indication what the colours refer to.

The quickest way to load these rasters in GPlates is to use the File > Open Feature Collection and point to the .gpml file on your machine. Alternatively, you can also click and drag the .gpml file onto the globe in the GPlates main window. The general approach to loading your own rasters in GPlates is to do the following:

1. Open GPlates
2. Pull down the GPlates File menu, select Import and then select Import Raster
3. Navigate to and click on the appropriate file
4. Leave the default to be “band_1” and click Continue
5. Specify the geographic extent (unless it is a NETCDF numerical grid where that information is automatically detected) and click Continue
6. Click Done to create a new feature collection, and GPlates will create a .gpml file following the name of the raster

Note: When importing your own raster, GPlates will automatically generate a GPML file. To save time, next time you can just load the GPML file, and thus skip the import raster step. When loading rasters for the first time, GPlates may take a few minutes to generate the cache files that will enable efficient viewing. These only need to be generated once, however, if they are deleted, they will be re-generated.

In order to reconstruct these features, you will need to load in the underlying rotation model (.rot file) cookie-cut the data using the Static Polygon files, which can be downloaded above.

Global Present Day Age Grid

NetCDF numerical grid of seafloor age consistent with the Muller et al. (2016) produced by the EarthByte group with 6 arc minute resolution. It is best to open the Project (.gproj), as this will import the correct colour palette settings. As this is a grid file (.grd) no legend is required, however, this is accessible from the GPlates Layers dialog. A higher-resolution 2 arc minute grid is available from here.

Müller, R.D., Seton, M., Zahirovic, S., Williams, S.E., Matthews, K.J., Wright, N.M., Shephard, G.E., Maloney, K.T., Barnett-Moore, N., Hosseinpour, M., Bower, D.J. & Cannon, J. 2016. Ocean Basin Evolution and Global-Scale Plate Reorganization Events Since Pangea Breakup, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 44, pp. 107 . DOI: 10.1146/annurev-earth-060115-012211.

Global Topography

Colour grid of present-day 1 arc minute resolution topography (ETOPO1) from Amante et al. (2009), with white regions representing ice sheets. This is available from the National Geophysical Data Center (NGDC). More information, and the original data in a variety of grid formats, can be found here.

Citation:
Amante, C. and Eakins, B. W. 2009. ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis. NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24, 19.

Global Free Air Gravity Anomalies

The image of free air gravity is generated from Sandwell et al. (2014) and from the Danish National Space Centre (DNSC). In ploar regions, north of 80N and south of 80S the gravity anomalies are from the DNSC08. For latitudes within +/- 80 degrees, the gravity model of Sandwell et al. (2014) is used and this is the .grd file that is provided. More information, as well as the original data sets in their full resolution, can be found here for the DNSC and here for Sandwell et al. (2014).

Sandwell, D. T., Müller, R. D., Smith, W. H. F., Gracia, E. and Francis, E. 2014. New global marine gravity field model from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure. Science, Vol. 346 (6205), pp. 65-67. Doi: 10.1126/science.1258213.

Andersen, O. B., Knudsen, P. and Berry, P. 2010. The DNSC08GRA global marine gravity field from double retracked satellite altimetry, Journal of Geodesy, Volume 84, Number 3. DOI: 10.1007/s00190-009-0355-9.

Andersen, O. B., 2010. The DTU10 Gravity field and Mean sea surface. Second international symposium of the gravity field of the Earth (IGFS2), Fairbanks, Alaska.

Vertical Gravity Gradient (VGG)

The Vertical Gravity Gradient (VGG) grid is from Sandwell et al. (2014). More information, as well as the original data sets in their full resolution, can be found here for the DNSC and here for Sandwell et al. (2014).

Sandwell, D. T., Müller, R. D., Smith, W. H. F., Gracia, E. and Francis, E. 2014. New global marine gravity field model from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure. Science, Vol. 346 (6205), pp. 65-67. Doi: 10.1126/science.1258213.

Bouguer Gravity Anomalies

Bouguer gravity anomalies from the World Gravity Map (Balmino et al., 2012).

Balmino, G., Vales, N., Bonvalot, S. and Briais, A., 2012. Spherical harmonic modeling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies. Journal of Geodesy. July 2012, Volume 86, Issue 7, pp 499-520 , DOI 10.1007/s00190-011-0533-4.

Isostatic Gravity Anomalies

Isostatic gravity anomalies from the World Gravity Map (Balmino et al., 2012).

Balmino, G., Vales, N., Bonvalot, S. and Briais, A., 2012. Spherical harmonic modeling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies. Journal of Geodesy. July 2012, Volume 86, Issue 7, pp 499-520 , DOI 10.1007/s00190-011-0533-4.

Global Magnetic Anomalies (EMAG2)

Colour grid of magnetic anomalies from EMAG2 (Maus et al., 2009). This raster does not use the directional gridding to fill gaps, and so better represents the raw magnetic data. More information, and the original data at full resolution, can be found here.

Maus, S., Barckhausen, U., Berkenbosch, H., Bournas, N., Brozena, J., Childers, V., Dostaler, F., Fairhead, J., Finn, C., and von Frese, R., 2009, EMAG2: A 2-arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements: Geochemistry, Geophysics, Geosystems, v. 10, no. 8, p. Q08005, doi:10.1029/2009GC002471.

Global Geology

World geological map from Bouysse (2014) published by the UNESCO CGMW program.

Bouysse, P., 2014, Geological Map of the World at 1:35 000 000.

Crustal Thickness

Crustal thickness model (CRUST 2.0) from Laske et al. (2000).

Laske, G., Masters, G., and Reif, C., 2000, CRUST 2.0: A new global crustal model at 2ࡨ degrees, Institute of Geophysics and Planetary Physics, The University of California, San Diego, website: http://igppweb.ucsd.edu/

Crustal Strain

Second invariant of strain rate from Kreemer et al. (2003).

Kreemer, C., Holt, W. E., and Haines, A. J., 2003, An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation: Geophysical Journal International, v. 154, no. 1, p. 8-34, doi:10.1046/j.1365-246X.2003.01917.

Time-dependent Raster

Global Age-coded Slabs in P-wave Tomography

GPlates also has the ability to display time-dependent rasters. These rasters can e global or regional, and the suffix to the filename is a dash or underscore followed by an integer age in millions of years before present. In the Sample Data we include a time-dependent raster of slabs age-coded from the MIT-P P-wave seismic tomography (Li et al., 2008), where slabs are assumed (on the first order) to sink vertically with a constant sinking rate. The sinking rate applied here is 3 cm/yr in the upper mantle, and 1.2 cm/yr in the lower mantle. />The quickest way to visualise this dataset in GPlates is to load the. gpml file (MIT-P08-Asia-UM30 LM12.gpml) as described above.However, the first time the time-dependent rasters are loaded, GPlates will need to generate cache files for eachdepth/time layer. This process will take some minutes, and will take up a total of about 350 Mb of hard disk space. GPlates requires that the rasters follow the same file naming format, and that they are all exactly the same dimensions (pixel width and height).

Li, C., van der Hilst, R., Engdahl, E. and Burdick, S., 2008. A new global model for P wave speed variations in Earth’s mantle. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 9(5): 21, doi: 10.10 29/2007GC001806 .

The general approach to loading your own time-dependent rasters in GPlates is to do the following:

1. Open GPlates
2. Pull down the GPlates File menu, select Import and then select Import Time-Dependent Raster
3. You can select an entire folder by clicking the “Add directory” button, or add files by clicking the “Add files” button
4. GPlates will take some time to generate the cache files, after which you need to click Continue
5. Leave the default to be “band_1” and click Continue
7. Specify the geographic extent (unless it is a NETCDF numerical grid where that information is automatically detected) and click Continue
8. Click Done to create a new feature collection, and GPlates will create a .gpml file following the name of the time-dependent raster

Note: You will only need to load the GPML the next time you need to use the time-dependent raster, which allows you to bypass the re-import process.


Outer Core

Below the mantle lies the layer known as the Outer Core. This is a thick layer - some 2,200 km (1367 miles) thick - that consists of liquid iron and nickel. In order for the nickel and iron to be in liquid form, the core must sustain intensely high heat. The Outer Core is thought to be as hot as 6,100 degrees celsius (11000 Ferenhaiet) It has been determined that this layer is liquid, based on the extensive study of seismic waves, and the way in which they bounce off the center of the Earth. The waves move differently through solid or liquids, thus distinguishing the outer core from its solid inner counterpart. This layer is also not static. As the Earth rotates on its axis, the liquid metal of the outer core also spins, turning approximately 0.3 to 0.5 degrees per year relative to the rotation of the surface. The outer core is also thought to be the cause of the magnetic field on Earth. It is this field which allows for life to be sustained here, as the field helps form a protective layer around the Earth’s atmosphere, blocking harmful solar winds.


PaleontOLogy > Layers of Time

Hi, I'm Sterling Nesbitt, a paleontologist! I study the fossilized bones of dinosaurs and their reptilian ancestors to learn what life was like millions of years ago.

Hi, I'm
Sterling Nesbitt, a paleontologist! I study the fossilized bones of dinosaurs and their reptilian ancestors to learn what life was like millions of years ago.

Hi, I'm
Sterling Nesbitt, a paleontologist! I study the fossilized bones of dinosaurs and their reptilian ancestors to learn what life was like millions of years ago.

My first job is to find the fossils. Fossils are found in layers of sedimentary rock. So that's where the team and I go — to places with sedimentary rock. They could be as close as Arizona or as far away as the Gobi Desert in Mongolia!

Out In the field, we start digging when we see a promising fossil sticking out of the ground.

After excavation, we carefully wrap up the fossil to bring it back to the museum.

In the lab, we examine the fossil to determine what kind of dinosaur it was and when it lived.

This video has two key facts you need to know to play the game!

Every fossil is a piece in the great puzzle that is the history of life on Earth.

Play this game to put the pieces together!

This video has two key facts you need to know to play the game!

Hi! I’m Sterling Nesbitt, and I'm a paleontologist.

Before you can play Layers of Time, you’ve got to know two key facts.

First: Fossils are created over time.

Fossils are found in layers of sedimentary rock. Sedimentary rocks are formed from layers of sand, silt, dead plants, and animal skeletons. Over millions of years, the plants and animals become fossils, preserving a record of that time.

Second: Extinction is forever.

What does that mean? Well, the time span that a species exists can be seen as a “column” extending through the rock layers. Once a species becomes extinct, it disappears from the fossil record and this column ends.

And that’s it! Now that you know these key facts, you’re ready to play Layers of Time. Rock on!

You might also like.

Buried Bones

Bury chicken bones in plaster of Paris to see the challenges paleontologists face when excavating fossils.

Finding Fossils

Anyone can find fossils. This handy guide tells you where to look and what to do.

In Pictures: Fossils

A paleontologist travels to Antarctica to collect fossil evidence.

Image Credits:

Skeleton (Mongolia) and Lab Table: courtesy David Clark Ghost Ranch lab and dig site: courtesy Duncan Clark All fossil icons, Sean Murtha/ © AMNH ammonite, © AMNH Coelophysus, Sean Murtha/© AMNH cockroach, Lisa Ames, UGA. Flickr (CC BY-NC 2.0) Coleoptera, unsplash / Ritchie Valens dragonfly, unsplash / Noble Brahma Diptera, unsplash / Juan Pablo Mascanfroni Dicynodont, public domain via Ghedoghedo/Wikimedia Commons Effigia, Sean Murtha/© AMNH flower, unsplash / Drew Beamer gingko, unsplash / Photoholgic horse, unsplash / Maksym Diachenko Homo sapien, unsplash / Theodore Goutas Icthyosaurs, © AMNH mollusk, unsplash / Krzysztof Niewolny Multituberculates, © AMNH conifer, unsplash / Elisa Ph. Postosuchus, Sean Murtha/© AMNH Pterosaur, Sean Murtha/© AMNH rudist, © AMNH rugose coral, © AMNH, Sauropod, Rick Spears/© AMNH shark, unsplash / Gerald Schömbs Stegosaurus, Rick Spears/© AMNH Tarbosaurus, Sean Murtha/© AMNH trilobite, R. Mickens/© AMNH Tyrannosaurus rex, Illustration by Zhao Chuang Courtesy of PNSO.


Skatīties video: 지구는 정말로 망한 걸까..? 30년 안에 이것은 대멸종한다고 합니다.