Часть - 2
Цели и задачи освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Неотектоника и катастрофические процессы» являются подготовка специалистов в области оценки и прогнозирования геокатастрофических явлений на основе изучения новейших и современных тектонических процессов и геодинамических аспектов механизмов возникновения геокатастроф.
Задачами дисциплины является – научить студентов применять методы изучения новейшей геотектоники, основам системного подхода к изучению тектонических движений, использовать теорию катастроф и ее применение к конкретным задачам новейшей геодинамики, а также умению применять эти знания для прогнозирования природных геокатастроф.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Неотектоника и катастрофические процессы» является дисциплиной профилизации профессионального цикла (В-ПД) и относится к профилю Геология. Она базируется на курсах базовой части математического и естественно-научного цикла (Б-МЕН) «Высшая математика» и «Физика», на дисциплинах профессионального цикла (Б-ПД) «Общая геология», «Геодезия с основами космоаэросъемки», читаемых в 1 – 4 семестрах, а также на материалах вариативной части профессионального цикла (В-ПД): «Историческая геология», «Структурная геология и геокартирование», «Геоморфология» и дисциплине профилизации (В-ПД) «Дистанционные методы при геологических исследованиях», читаемых в 3-4, 4-5 и 5 семестрах соответственно. Студенты, обучающиеся по данному курсу на первом этапе к 6 семестру должны знать основы общей геологии, структурной геологии и геокартирования, исторической геологии, особенно геоморфологии и владеть методиками дистанционных геологических исследований. Теоретические и практические знания, полученные в курсе «Неотектоника и катастрофические процессы» являются основой для последующих курсов магистратуры «Методы изучения деформаций новейшего этапа», «Структурно-геоморфологическое дешифрирование топокарт», «Сейсмотектоника», «Компьютерное дешифрирование дистанционных и картографических материалов», «Космическая геодезия в геодинамике», «Физические аспекты риска геологических процессов», а также для прохождения производственных и научно-исследовательских практик и выполнения научно-исследовательских курсовых, бакалаврских и магистерских работ.
Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины «Неотектоника и катастрофические процессы» обучающийся должен:
Знать: основные методы изучения неотектонических движений; принципы построения карт новейшей и современной тектонической активности; основы системного подхода к изучению тектонических движений; системную тектодинамическую модель литосферы; тектонофизические методы изучения механизма новейшего структурообразования; методы рангового анализа неотектонических движений; использование рангового подхода в решении задач прогнозирования; классификацию геокатастроф; их математическое описание; теорию катастроф и ее применение к конкретным задачам геодинамики; основы нелинейной геодинамики; опасные геологические процессы связанные с эндогенными факторами и экзогенными процессами.
Уметь: определять степень геодинамического риска для конкретного промышленного объекта; рассчитывать морфометрические параметры рельефа; выбирать материалы космического зондирования для решения задач новейшей геодинамики; проводить анализ новейшей геодинамики с помощью аэрокосмических методов; использовать специальное программное обеспечение для анализа материалов дистанционного зондирования Земли; делать прогноз нефтегазоносности по результатам дешифрирования космических материалов с использованием геоинформационных систем (ГИС) и картографических БД.
Владеть: методиками построения карт остаточного рельефа, горизонтальной и вертикальной расчлененности рельефа; продольных профилей речных долин; ситуационных космокарт; тектонофизическими методами реконструкции полей напряжения, а именно: методом сопряженных пар Гзовского, статистическим методом Николаева, кинематическим методом Гущенко-Анжелье, дифференцированным методом.
Структура и содержание дисциплины:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц, 28 часов.
Структура дисциплины
|
№ п/п |
Раздел Дисциплины |
Семестр |
Неделя семестра |
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) |
Формы текущего контроля (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам |
|||
|
Лекции |
Практические занятия |
Семинары. |
Самостоятельная раб студ. |
|||||
|
Природные геологические катастрофы. |
7 |
1 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
Опасные геологические процессы связанные с эндогенными факторами |
7 |
2-6 |
10 |
|
|
10 |
Опрос |
|
|
Геокатастрофы, связанные с экзогенными факторами
|
7 |
7-10 |
8 |
|
|
10 |
Опрос |
|
|
Мониторинг природных и природно-технических систем |
7 |
11-12 |
4 |
|
|
10 |
Опрос |
|
|
Предсказания геокатастроф |
7 |
13 |
2 |
|
|
6 |
Опрос |
|
|
Заключение |
7 |
14 |
2 |
|
|
6 |
Опрос |
|
Содержание дисциплины
Природные геологические катастрофы. Классификации геокатастроф. Медленные, быстрые и мгновенные геокатастрофы. Математическое описание катастроф. Теория катастроф и ее применение к конкретным задачам геодинамики. Нелинейная геодинамика (роль нелинейности, неравновесности природных систем, неоднородность физических свойств геологической среды и т.д). Тектоническое разрывообразование как пример нелинейного катастрофического процесса.
Опасные геологические процессы связанные с эндогенными факторами. Общие сведения о землетрясениях. Энергия (и магнитуда) землетрясений. Интенсивность колебаний. Изосейсты. Частота землетрясений. Графики повторяемости. Эпицентр и гипоцентр. Очаг землетрясения. Глубины очагов землетрясений. Макросейсмическое поле. Сейсмическая активность. Сейсмическая сотрясаемость. Современные модели сейсмического процесса. Компьютерное моделирование механизма землятресения. Связь новейших и современных тектонических движений с сейсмическим режимом различных геоструктурных областей. Возбужденная сейсмичность. Сейсмичность с точки зрения нелинейной геодинамики. Сейсмическое районирование. Сейсмостойкое строительство. Моретрясения, цунами. Примеры катастрофических землетрясений и цунами. Прогноз землетрясений. Тектонический крип. Исследование новейших и современных разломов, приводящих к геокатастрофам. Неотектоника и вулканизм. Распространение вулканов на Земном шаре. Границы литосферных плит и вулканизм. Сейсмофокальные зоны. Тихоокеанское огненное кольцо. Внутриплитный вулканизм. Грязевой вулканизм. Факторы геологического риска, связанные с вулканизмом: лавовые потоки, взрывные волны, тефра, палящие тучи, вулканические газы, лахары и наводнения, цунами, резкие изменения климата. Примеры катастрофических извержений прошлого. Примеры катастрофических явлений, связанных с вулканизмом в ХХ столетии. Предсказание опасных явлений, вызываемых вулканической деятельностью. Понятие “медленных катастроф”, или “катастроф тренда”. Геохимические и геофизические аномалии, связанные с активными геологическими разломами.
Геокатастрофы, связанные с экзогенными факторами. Роль неотектонических разломов в возникновении и активизации экзогенных процессов. Гравитационные процессы. Устойчивость склонов. Обвалы, осыпи, провалы, крип (глубинный, склоновый, криогенный, антропогенный). Горные удары. Аквально-гравитационные процессы (оползни). Роль геолого-геоморфологического строения района, подземных вод, абразионных, эрозионных, карстовых, суффозионных, сейсмогенных и антропогенные факторов в зарождении и развитии оползневого процесса. Гравитационно-аквальные процессы (глетчерные оползни, оплывины, селевые потоки, лахары, лавины, солифлюкция). Гравитационно-подводные процессы.Изменения уровня морей и океанов. Абразия, роль неотектонического фактора. Карст. Роль неотектонического фактора в развитии карстовых и суффозионных процессов. Техногенное воздействие на литосферу.
Мониторинг природных и природно-технических систем. Понятие геодинамического риска. Определение уязвимости (V), ущерба (U), элементов риска. Факторы геодинамического риска. Последовательность оценки геодинамического риска (Rгд) промышленного объекта. Основы геодинамического мониторинга. Организация мониторинга. Методы, используемые для мониторинга (наземные режимные геодезические наблюдения, геохимические и гидродинамические наблюдения, гидрологический мониторинг, деформометрические, наклономерные и уровнемерные на6людения, повторные высокоточные гравиметпрические наблюдения, сейсмические режимные наблюдения). Организация банков данных по геокатастрофам. Современное развитие компьютерной техники и телекоммуникаций, как универсальный инструмент изучения геокатастроф. Компьютерные программы для обработки данных о геокатастрофах. Поиск и работа с существующими базами данных в сетях, связанных с сетью Интернет. Использование технологий GIS (географических информационных систем) и распределенных баз данных.
Предсказания геокатастроф. Проблемы предсказуемости геокатастроф. Понятие о "подготовке" катастрофы. Представления о структурно-геологических региональных концентраторах напряжений и деформаций. Моделирование на эквивалентных материалах для целей районирования территорий по степени деформационной опасности в разных масштабах. Системный, ранговый подход к прогнозным оценкам места, времени, характера (силы) катастрофы. Стратегия проведения научных исследований и проектно-изыскательских работ в районах природного риска.
Заключение.
Роль катастрофических процессов в современном мире. Социальные и экономические последствия геокатастроф. Уязвимость Земли. Роль науки в преодолении последствий катастрофических процессов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
В течение преподавания курса «Неотектоника и катастрофические процессы» в качестве форм текущего контроля успеваемости студентов используются такие формы, как собеседование при приеме результатов практических работ с оценкой. По итогам обучения в 7-ом семестре проводится экзамен.
Разработчик:
Зайцев В.А. v.zaitsev@mail.ru