Применение геофизических методов для исследования недр Луны и Марса

• Автор: Раевский, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Введение

Актуальность темы исследования

Научная новизна

Основные защищаемые положения

Научная и практическая значимость полученных результатов

Достоверность полученных научных результатов

Личный вклад

Апробация и публикации

Структура и объем работы

Благодарности
Глава 1. Теоретические основы сейсмических и гравитационных методов,
применяемых для изучения планетных недр
1Л. Сходство и различие применения геофизических методов для
зондирования Земли, Луны и Марса
1.2 Моделирование
1.2.1 Моделирование распределения плотности в недрах планеты
1.2.2 Моделирование распределения сейсмических скоростей
1.3. Сейсмические данные
1.3.1. Объемные волны
1.3.2. Метод собственных колебаний
1.3.3. Поверхностные волны
1.4. Данные гравитационного поля
1.4.1. Гравитационные моменты
1.4.2. Числа Лява
Глава 2. История вопроса и задачи сейсмического эксперимента на Марсе
2.1.История сейсмических экспериментов на Марсе
2.2. Данные наблюдений и сейсмические модели Марса

2.3. Теоретические оценки возможности проведения сейсмического эксперимента на Марсе
2.3.1. Данные о сейсмичности Марса
2.3.2. Затухание, рассеяние и сейсмический шум на Марсе
2.4. Задачи сейсмического эксперимента на Марсе
2.5 Выводы
Глава 3. Разработка программного обеспечения для расчета времен пробега прямых Р, S, отраженных от ядра РсР, ScS и проходящих через ядро РКР объемных волн и оценки амплитуды волнового пакета Р и S волн
3.1. Теоретические основы
3.2. Методика расчета
3.3. Проверка точности вычислений времен пробега сейсмических волн программным продуктом ВЭРА
3.3.1. Сравнение с результатами работы [Okal and Anderson, 1978]
3.3.2. Сравнение с результатами расчетов по программе ТТВох
3.4 Выводы
Глава 4. Диагностические возможности объемных волн и собственных колебаний для зондирования недр Марса
4.1. Тестовая модель внутреннего строения Марса
4.2. Объемные волны
4.2.1. Годограф
4.2.2. Амплитуды Р- и SH-волн
4.3. Поверхностные волны (дисперсионные кривые)
4.4. Спектр собственных колебаний Марса
4.5 Выводы
Глава 5. Зондирование Луны по данным гравитационного поля и методом собственных колебаний
5.1. История вопроса исследования Луны геофизическими методами
5.2. Современные модели внутреннего строения Луны

5.2.1. Петролого-геохимические модели
5.2.2. Сейсмические модели
5.3. Спектр собственных колебаний Луны
Выводы к п. 5.
5.4. О согласовании моделей внутреннего строения Луны с данными
гравитационного поля
Выводы к п. 5.
Заключение
Приложение 1. Основные публикации и доклады автора по теме
диссертации
Список литературы

равен 1800 км; давление на границе мантии и ядра - 19.2 ГПа; толщина коры 50 км, вес. % Fe в планете 27.2; весовое отношение Fe/Si=1.71; перовскитовый слой отсутствует. Для расчета профиля сейсмических скоростей в модели Марса применяются формулы теории конечных деформаций третьего порядка (см. п. 1.2.2) и используются данные об упругих свойствах минералов мантии и ядра. Рассчитанные модельные сейсмические скорости показаны на Рис. 2.1.
Во всех процитированных выше работах, в которых строились модели внутреннего строения Марса, речь шла об упругих моделях. В них не учитывался эффект неупругости, который приводит к частотной зависимости упругих моделей, в первую очередь модуля сдвига д. С этим эффектом в земной сейсмологии столкнулись в середине 70х годов прошлого века. Модели внутреннего строения Марса являются упругими, а значение к2 содержит как упругую, так и неупругую составляющие. Чтобы получить новое ограничение на упругую модель внутреннего строения планеты необходимо из числа к2 выделить упругую часть, именно Ц [Yoder et al., 2003]. Вопрос о разделении числа Лява к2 на упругую и неупругую составляющие подробно рассмотрен в работе [Жарков, Гудкова, 2005].
Область значений числа Лява свидетельствует в пользу жидкого ядра Марса (см. [Yoder et al., 2003]), но она еще недостаточно определена, чтобы сделать вывод о радиусе ядра Марса. Отметим, что в настоящее время число Лява к2 является единственным значением, полученным из наблюдений, позволяющим наложить ограничение на физическое состояние ядра Марса. Предположение о том, что у Марса жидкое ядро был сделан ранее в работах [Lognonnd, Mosser, 1993; Zharkov, Gudkova, 1993, 1997] на основе сравнения значений диссипативных факторов мантии Марса для моделей с жидким и твердым ядром. В настоящее время решение вопроса о наличии у Марса твердого внутреннего ядра находится за пределами наблюдательных возможностей.
В ближайшие годы будет определен Чандлеровский период [Konopliv et al., 2006, 2011]. Определение Чандлеровского периода из наблюдений позволило