Interference of the Earth rotation vector and geodynamical phenomena  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
60394
Type K
Principal investigator Varga, Péter
Title in Hungarian A földforgásvektor kölcsönhatása geodinamikai folyamatokkal
Title in English Interference of the Earth rotation vector and geodynamical phenomena
Keywords in Hungarian pólusmozgás, naphossz, földrengés, földmágnesség
Keywords in English polar motion, length of day, earthquake, geomagnetism
Discipline
Geodesy (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet
Participants Gráczer, Zoltán
Gribovszki, Katalin Eszter
Kis, Károly
Marótiné Kiszely, Márta
Mónus, Péter
Süle, Bálint
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 15.341
FTE (full time equivalent) 2.22
state closed project
Summary in Hungarian
1. A Földre ható folyamatok szögmomentumát leíró Euler-Liouville egyenlet megoldása a naphossz (LOD) változások és a pólusmozgások (PM) esetére.
2. Q minőségi tényező meghatározása különböző periódus tartományokban (a napnál rövidebbektől a geológiai időléptékűekig).
3. A Mac-Cullagh egyenlet általánosítása érdekében eddig végzett munka folytatása.
4.2003-2004 évi munka eredményei megmutatták:a Föld szeizmicitását az LOD változásai befolyásolhatják. A következő években megvizsgáljuk a globális földrengés tevékenység és a PM kapcsolatát. Számításokat végzünk a tengelykörüli forgássebességre ható zonális, hosszúperiódusú árapály és a földrengés aktivitás közti kapcsolat meghatározása céljából.
5.Megvizsgáljuk a földmágneses tér és LOD kapcsolatának kérdését és e kapcsolat fizikai alapjait.
6.2002-2005 években megmutattuk: PM szezonális változásai elsősorban a globális hőmérsékletváltozástól függenek. Tervezett projektünkben megkíséreljük ezen felismerés alkalmazását az űrnavigáció számára fontos PM prognózis céljaira.
7.Megvizsgáljuk az LOD földtani korok során megfigyelt változásai milyen mértékben hozhatók kapcsolatba bolygónk szerkezetének változásaival és ezeket, hogyan befolyásolhatják a köpenyáramlások.
8. Szeizmikus és mikrobarometrikus megfigyeléseket végzünk Sopronban és Budapesten (és estleg az ország más területein is) a fent ismertetett kutatási célkitűzések kísérleti adatokkal történő alátámasztása érdekében.
Summary
1.Solution of the Euler-Liouville equation for the case of angular momentums influencing the length of day (LOD) variations and the polar motion (PM).
2. Determination of Q quality factor for different periods (from sub-daily to geological time-scale).
3.Continuation of the research work for the generalization of the MacCullagh equation.
4.It was shown by us that the seismicity of the Earth can be influenced by the LOD variations. In he course of next years the connection of the global seismicity and the PM will be investigated. Calculations will be carried out to describe the connection of zonal (long-periodic) tides and length of day.
5.Correlation of LOD and geomagnetic field will be investigated; the physical background of this relation will be studied.
6.In 2002-2005 it was shown that seasonal variations of Pm are determined by the global temperature variations first of all. This result will be applied in the frame of present project to forecast PM, what is of significant importance for space navigation.
7.The interrelation of long-periodic LOD variations and changes in inner structure of our planet during the geological history will be investigated together with the possible influence in this process of mantle convections.
8.Seismic and microbarometric observations will be carried out in Sopron and Budapest to support above mentioned research activities.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Munkánk a Mac-Cullagh és a Euler-Liouville egyenleteken alapul. A geodinamikai jelenségeket dekadális és földtani időintervallumokban vizsgáltuk. A dekadális intervallumok kutatásának eredményei:1) a földrengések nem hatnak a Földforgás sebességre, viszont a naphossz változások hatnak a szeizmikus aktivitás időbeli eloszlására. 2) a pólusmozgásra kidolgozott modellünkkel megmutattuk: a chilei földrengés 1.3m póluselmozdulást keltett. A Szumatrai földrengés 17 cm-el mozdíthatta el a pólusokat. 3) a földmágneses excentrikus dipolikus tér komponensek időbeli változásai kapcsolatosak a naphossz változásokkal. A földtani értelemben vett időszakok kutatása terén: 1) a naphossz növekedése kisebb volt a Fanerozóikum előtt, mint alatta, ez nem függ a földmag fejlődéstől, bolygónk óceánokkal való fedettségének változásával áll kapcsolatban. 2) az árapáysúrlódás hat a tektonikai lemezek mozgására , a tektonikai mozgató energiák: akreációs a mag kialakulásakor keletkező energia, rádióaktív bomlás, földrengés és árapály súrlódás. 3) az Enceladus hidrotermális vulkáni tevékenységét a Föld esetében bevált matematikai apparátust alkalmazva magyaráztuk: a Szaturnus gravticációs hatása, az Enceladus megfigyelt pálya lapultsága esetén, képes jég köpenyét köpenyét ~ 3x10^8 év alatt 270 K fokra melegíteni. Így megmagyarázható e Szaturnusz hold meglepő tektonikai aktivitása.4) A földmágneses tér erő 3.5x10^9 év alatt ~50%-t nőtt.
Results in English
Our research is based on Mac-Cullagh and Euler-Liouville equations. The geodynamical phenomena were investigated in case of decadal and geological time-intervals. Results for decadal intervals: 1) earthquakes are not influencing the Earth’s rotation, while length of day variations are acting on temporal distribution of seismic activity. 2) with the use of our model of polar motions we showed: the Chilean earthquake generated 1.3 m polar shift. The Sumatra earthquake caused 17 cm displacement of earth poles. 3) The temporal variations of components of eccentric geomagnetic dipole are correlated with changes in length of day. Results for geological time intervals: 1)the increase in length of day was smaller prior to Phanerozoic than during it. This phenomenon is not connected with accretion of the Earth’s core; it is a consequence of variation in oceanic coverage of the surface of our planet. 2) Tidal friction is influencing the plate motion, the plate moving energies are: accretion, core formation, radioactive decay, earthquake energy and tidal friction . 3)Hydrothermal volcanism of Enceladus was explained with the use of mathematical tools applied for the Earth. It was shown that in case of observed orbital eccentricity of Enceladus the gravitational effect caused by Saturn can heat up the icy mantle of Enceladus to 270 K in ~ 3x10^8yr. This way the volcanism of this Saturn moon can be explained. 4) The intensity of geomagnetic field increased by 50% during 3.5x10^9yr.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=60394
Decision
Yes





 

List of publications

  
Varga P., Rybicki K.R., Denis C.: Comments on fast tidal cycling and the origin of the life, ICARUS, 180, 277-280, 2006
Varga P., Gambis D., Bizouard Ch., Bus Z., Kiszely M.: Tidal influences through LOD variations on the temporal distribution of earthquake occurences, In: “Journées 2005, Systémes de Réference Spatio-Temporels,233-236, 2006
Varga P.: Temporal variation of geodynamical properties due to tidal friction, Journal of Geodynamics, , 41, 140-146, 2006
Denis C., Rybicki K.R., Varga P.: Secular change of LOD associated with a growth of the inner core, Astronomisches Nachrichten, 327, 4, 309-313, 2006
Varga P.: Volcanic activity and tidal heating of Saturn’s moon Enceladus, Marees Terrestres Bulletin,141, 11227-11234, 2006
Varga P.,Mentes Gy: Strain data and seismicity, Marees Terrestres Bulletin,141, 11287-11292, 2006
Varga P., Bus Z., Süle B., Schreider A.A., Bizouard Ch., Gambis D., Denis C.: Variation in the rotation of the Earth and the geomagnetic field, Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica, 42,4, 433-448, 2007
Schreider A.A., Schreider Al. A., Varga P: Paleointenisities and the Earth's rotation vector during the Phanerozoic, Oceanology, 2008
Varga P., Bus Z., Gambis D., Bizouard Ch., Kis K., Schreider A.A., Süle B.: Correspondence of EOP and geomagnetic field, Observatoire d'Paris, Systemes de references spatio-temporales, 2008
Varga P.: A tengelykörüli forgássebesség és a geodinamikai paraméterek változása a Föld története során, Magyar Tudomány, 11, 1341-1349, 2008
Kis K.: Magnetic methods of applied geophysics, Eötvös Kiadó, 2008
Riguzzi F., Krumm F., Wang K., Kiszely M., Varga P: Influence of LOD variations on seismic energy release, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-2323, 2009
Bizouard C., Seoane L., Varga P., Bus Z.: Seismic excitation of the polar motion over the last fifty years, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-11418-2, 2009
1. Riguzzi F. , Panza G., Varga P., Doglioni C.: Can Earth’s rotation and tidal despinning drive plate tectonics?, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-2321-1, 2009
Varga P., Süle B., IllésAlmár E: On the tidal heating of Enceladus, Journal of Geodynamics, 48, 247–252, 2009
Varga P.: A Föld fejlődésének dinamikája, Természet Világa, 140, 10, 438-441, 2009
Varga P.: Common roots of modern seismology and of earth tide research. A historical overview, Journal of Geodynamics, 48, 241-246, 2009
Varga P.: Use of strain rate data to determine the probable return period of characteristic earthquakes, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-2476, 2009
Varga P., Denis C.: Geodetic aspects of seismological phenomena, Journal of Geodesy 84, 1, 107-121, 2010
Riguzzi F., Panza G., Varga P., Doglioni C.: Can Earth's rotation and tidal despinning drive plate tectonics?, Tectonophysics (Elfogadva, megjelenik 2010 április, 2010
Schreider A.A., Schreider Al. A., Varga P., Denis C.: Virtual dipole moment variations int he Phanerozoic, Oceanography (Elfogadva, megjelenik 2010 április), 2010
Varga P.: On origins of geodynamics and of modern seismology, Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica (Elfogadva, megjelenik 2010 május), 2010
Denis C., Rybicki K.R., Schreider A.A., Tomecka-Suchon S., Varga P: : Length of the day and evolution of the core in the geological past, Astronomisches Nachrichten (Elfogadva, megjelenik 2010 június-július), 2010
Varga p.: Geodetic strain observations and return period of strongest earthquakes of a given seismic source zone, Pure and Applied Geophysics (Elfogadva, megjelenik 2010 május), 2010



Back »