Browsing by Author "Церклевич, Анатолій Леонтійович"
Now showing 1 - 2 of 2
- Results Per Page
- Sort Options
Item Методи і моделі дослідження та інтерпретації гравітаційного поля планет земної групи(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Церклевич, Анатолій ЛеонтійовичДисертацію присвячено дослідженню й інтерпретації гравітаційного поля планет земної групи у взаємозв’язку з їх внутрішньою будовою з позицій порівняльного аналізу отриманих результатів на основі запропонованих методів і моделей. Розроблений метод та побудовані моделі точкових мас представлення гравітаційного поля Землі та Місяця. Запропоновано алгоритм розрахунку впливу масконів на гравітаційне поле Місяця та побудови комбінованої моделі селенопотенціалу. Узагальнені дослідження напружено – ізостатичного стану літосфери Землі і планет, здійснений порівняльний аналіз з точки зору їх тектонічної революції. Виконаний кореляційний аналіз довгохвильових амплітуд топографії і гравітаційного поля, дана інтерпретація отриманих результатів. Вдосконалений крос–спектральний метод дослідження ізостазії на прикладі регіону Східної Європи та виконано порівняльний аналіз динаміки земної кори (сучасні вертикальні рухи земної кори) з геофізичними полями на прикладі Карпато-Динарського регіону. Виконані дослідження внутрішньої будови планет земної групи на основі побудованих моделей тривимірного розподілу густини їх надр за даними параметрів гравітаційного поля, дана інтерпретація планетарних глибинних горизонтальних неоднорідностей мас. Запропоновані постановка і розв’язок лінійної оберненої задачі гравіметрії для кулеподібної планети та методологічний підхід до побудови ієрархічної системи гравітаційних моделей Землі різного рівня, а саме: планетарної, регіональної та локальної моделей розподілу густини і прогнозу профільних даних ГСЗ (сейсмічні границі) на незаповнені площі з використанням методу середньої квадратичної колокації. Отримані оціночні результати латерального розподілу густини аномальних мас у верхніх оболонках планет земної групи. Виконані дослідження напруженого стану в оболонках Землі і Марса на основі розрахунку стиснення внутрішніх еліпсоїдальних поверхонь, обумовлених віковими змінами швидкості обертання. Диссертация посвящена исследованию и интерпретации гравитационного поля планет земной группы во взаимосвязи с их внутренним строением с позиций сравнительного анализа полученных результатов на основе предложенных методов и моделей. Разработан метод, который не сводится к решению системы уравнений для определения параметров точечных масс, а исходя из кубатурных формул описания потенциала планеты и принципа одномерной оптимизации, построены модели точечных масс представления гравитационного поля Земли и Луны. Методика позволяет определять параметры достаточно большого количества точечных масс и получать с заданной точностью решение поставленной задачи. Предложен алгоритм расчета гравитационного влияния масконов на гравитационное поле Луны и построения комбинированной модели селенопотенциала, которая включает точечные массы и гармонические коэффициенты. Обобщены исследования напряженно-изостатического состояния литосферы в планетарном масштабе Земли и планет, осуществлен их сравнительный анализ с точки зрения тектонической эволюции. Выполнен корреляционный анализ длинноволновых амплитуд топографии и гравитационного поля планет земной группы, дана интерпретация полученных результатов. Установлено, что среди исследуемых планет только для Земли между поверхностями геометрической и гравитационной фигур, которые построены с использованием гармоник 2-го порядка, преобладает отрицательная корреляционная связь. Усовершенствован крос-спектральний метод исследования изостазии на примере региона Восточной Европы и выполнен на основе вычисленных скользящих коэффициентов корреляции сравнительный анализ динамики земной коры (современные вертикальные движения земной коры) с геофизическими полями (аномалиями силы тяжести в свободном воздухе, изостатическими аномалиями, тепловым потоком) на примере Карпато- Динарського региона и территории Восточной Европы. Выполнены исследования внутреннего строения планет земной группы на основе построенных моделей одномерного и трехмерного распределения плотности их недр с привлечением данных о параметрах гравитационного поля и другой необходимой информации, а также дана интерпретация планетарных глубинных горизонтальных неоднородностей. Предложена постановка и решение линейной обратной задачи гравиметрии для шарообразной планеты. Получены оценочные результаты латерального распределения плотности аномальных масс в верхних оболочках планет земной группы. Разработана теоретически обоснованная методика построения плотностной модели тектоносферы Земли, согласованной с гравитационным полем и другой известной геолого-геофизической информацией. Методика базируется на построении системы гравитационных моделей Земли разного уровня, а именно: планетарной, региональной и локальной моделей распределения плотности. Основываясь на известных принципах комплексной интерпретации гравиметрических и сейсмических данных и использовании метода среднеквадратической коллокации, предложена технологическая схема решения задачи построения региональной (локальной) плоскостной гравитационно-сейсмической модели земной коры. Выполнен расчет сжатия внутренних эллипсоидальных оболочек постоянной плотности внутри планеты двумя способами: на основе разложения в тепенной ряд по малому параметру решения известного дифференциального уравнения Клеро и преобразованного интегрального уравнения Радо. Сформулирована постановка задачи расчета напряженного состояния в литосфере, которое связано с изменением сжатия внутренних эллипсоидальных оболочек однородной плотности в модели планеты. Выполнены исследования напряженного состояния в литосфере Земли и Марса на основе расчета сжатия внутренних еллипсоидальных поверхностей, которые обусловлены, возможными, вековыми изменениями скорости вращения. The thesis is devoted to investigation and interpretation of gravity field of terrestrial planets in relation with their internal structure from the point of view of comparative analysis of obtained results based on the offered methods and models. The point mass method (and corresponding models) for representing gravity fields of Earth and Moon is developed. The investigations of tense-isostatic state of the terrestrial planet lithospheres are generalised and the comparative analysis is done from the point of view of their tectonic evolution. Correlation analysis is done for long-wave amplitudes of topography and gravity and the interpretation of the obtained results is made. The cross-spectral method for studying isostasy is improved in the application to the East Europe region and the comparative analysis is done for Earth crust dynamics (current vertical crust movements) with geophysical fields in the application to the Carpathian-Dinaric region. Internal structures of the terrestrial planets are investigated using the 3D models of the density distribution of their interiors build on gravity data, and the deep horizontal mass inhomogeneities are interpreted. The formulation and solution of the linear inverse gravimetric problem is proposed for spherical planet, and the methodological approach is considered for hierarchical system of the Earth gravity models, namely: planetary, regional and local models of density distribution. The lateral density distribution of anomalous mass is estimated for upper layers of terrestrial planets. Tense states of Earth and Mars layers are studied based on the calculation of the internal elliptic surfaces compression provided by variations in rotation speed.Item Моделювання трансформації фігури Землі і її впливу на геодинамічні процеси(Національний університет "Львівська політехніка", 2019) Шило, Євгеній Олександрович; Церклевич, Анатолій Леонтійович; Національний університет «Львівська політехніка»; Максимчук, Валентин Юхимович; Тадєєв, Олександр АнтоновичУ дисертаційній роботі планетарна динаміка вікових змін форми Землі досліджується на основі результатів апроксимації висот поверхні літосфери двовісним і тривісним еліпсоїдами. За даними GNSS вимірювань на постійно діючих перманентних станціях в північній і південній півкулях в сучасну епоху виявлені трендові закономірності вікових змін параметрів фігури Землі. Середній радіус Землі за період 2001 - 2016 р.р. збільшився майже на 5 мм із швидкістю 0,3 мм/рік. На якісному і наближено кількісному рівні в результаті комп’ютерного моделювання цифрових моделей рельєфу поверхні літосфери на основі геопалеореконструкцій, показано, як в процесі еволюційного саморозвитку планети в результаті дії гравітаційно-ротаційних та ендогенних сил відбувається перерозподіл мас, що приводить до трансформації фігури літосфери від двовісного еліпсоїда до тривісного і навпаки, зміни сплющеності та переміщення полюса в геологічному часі. Виконані дослідження комп'ютерного моделювання переорієнтації фігури літосфери Землі, дозволили виявити певні закономірності структуроутворюючих процесів, внаслідок динамічного перерозподілу мас. Ввівши поняття «геоеволюційного» відхилення виска і припустивши, що тангенціальні сили пропорційні куту, який визначається як кут між напрямком лінії виска в минулу геологічну епоху і нинішнім напрямком в заданій точці, розраховані діючі масові горизонтальні сили у верхній оболонці планети. Обчислені поля векторів тангенціальних сил показують хорошу узгодженість з результатами горизонтальних складових векторів руху станцій GNSS. Це свідчить про те, що взаємодія між собою блоків і плит у рамках вихрової ротаційно-гравітаційної моделі може бути взаємопов'язана пружними полями, які створюють єдине планетарне геодинамічне поле, що формує еволюційний стан геосередовища. В диссертационной работе планетарная динамика вековых изменений формы Земли исследуется на основе результатов аппроксимации высот поверхности литосферы двухосным и трехосным эллипсоидами. По данным GNSS измерений на постоянно действующих перманентных станциях в северном и южном полушариях в современную эпоху обнаружены трендовые закономерности вековых изменений параметров фигуры Земли. Средний радиус Земли в период с 2001 по 2016 год. увеличился почти на 5 мм со скоростью 0,3 мм / год. На качественном и приближенно количественном уровне в результате компьютерного моделирования цифровых моделей рельефа поверхности литосферы на основе геопалеореконструкций, показано, как в процессе эволюционного саморазвития планеты в результате действия гравитационно-ротационных и эндогенных сил происходит перераспределение масс, которое приводит к трансформации фигуры литосферы от двухосного эллипсоида к трехосному и наоборот, изменения сжатия и перемещения полюса в геологическом времени. Выполненные исследования компьютерного моделирования переориентации фигуры литосферы Земли позволили выявить определенные закономерности структурообразующих процессов в результате динамического перераспределения масс. Введя понятие «геоэволюционного» отклонения отвеса и предположив, что тангенциальные силы пропорциональны углу, который определяется как угол между направлением линии отвеса в прошедшую геологическую эпоху и нынешним направлением в заданной точке, рассчитаны действующие массовые тангенциальные силы в верхней оболочке планеты. Вычисленные поля векторов тангенциальных сил показывают хорошую согласованность с результатами горизонтальных составляющих векторов движения станций GNSS. Это свидетельствует о том, что взаимодействие между собой блоков и плит в рамках вихревой ротационно-гравитационной модели может быть взаимосвязана упругими полями, которые создают единое планетарное геодинамическое поле, формирующее эволюционное состояние геосреды. The planetary dynamics of secular changes of the Earth’s shape that is determined on the base of approximation of the lithosphere surface heights that are changing during geological epochs by biaxial and triaxial ellipsoids are investigate in the dissertation. Based on the GNSS data at permanent stations in the northern and southern hemispheres for the modern epoch it is determined that the small half-face increased by 72 mm, and the large half-axis, on the contrary, decreased by 25 mm in the period from 2001 to 2016. The obtained results testify to the trend component of increasing the radius of the Earth and the linear dependence on time in the displacing center of the figure in the direction to the North Pole of the Earth. The computer modeling of lithosphere surface heights (DEMs) for different geological epochs was made on the basis of two geopaleoreconstructions models. The analysis of obtained DEMs shows at a qualitative and approximately quantitative level such results: the changes in flattening and the pole position in geological time; transformation lithosphere shape from a biaxial ellipsoid to a triaxle and vice versa as a result of action of gravitational-rotational and endogenic forces consequence in masses redistribution. The maximum deviation of the pole of the minor axis among the ellipsoids obtained from the North pole of the Earth does not exceed 3°,1 (this value, perhaps, approaches the critical one), which confirms the assumption about the movement of lithospheric plates, which obeys the geodynamic process aimed at restoring axial symmetry and preserving the moment amounts of rotation. In the pole position, two of the largest deviations from the axis of rotation are clearly visible; this is in the modern period and approximately 400 million years later. In the time interval 100-300 million years the deviations of the pole of the lithosphere figure were within 1°. The performed investigations of the Earth's lithosphere figure reorientation as a result of dynamic mass redistribution allow revealing certain regularities of structure-forming processes. Introducing the concept of «geoevolutionary deviation of the plumb line» and assuming that the tangential mass forces are proportional to the angle, between the direction of the plumb line in the past geological epoch and the current direction at a given point, horizontally acting forces in the upper shell of the planet were computed. The computed fields of the tangential forces show good consistency with the results of the horizontal components of GNSS stations moving vectors. This is quite convincing evidence that the interaction between blocks and plates within the vortex rotational-gravitational model can be interconnected by elastic fields that create a single planetary geodynamic field that forms the evolutionary state of the geo-environment.