מפתח תשובות · יחידה 20

כדור הארץ הדינמי.

שאלות התרגול של כל שיעור, התשובות הנכונות שלהן והטעויות שהן מזהות. תשובות שנקראות מהסצנה משתמשות באותה הגדרה שהלומדים רואים.

קטלוג הטעויות הנפוצות

מפתח תשובות 4

שיעור 1 מתוך 4 · כ־25 דקות

גלים סייסמיים

רעידת אדמה שולחת שני סוגי גלים, P ו־S, במהירויות שונות. הפער בין ההגעה שלהם נותן את המרחק למוקד, ושלוש תחנות מאתרות אותו על המפה.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
שני סוגי גלים
תרגול · בחרו
השאלה
רעידת אדמה שולחת לכל הכיוונים גלי P וגלי S. איזה גל יגיע ראשון לסייסמוגרף מרוחק?

התשובה הנכונה
- נכונה גל P, כי גלי דחיסה נעים בסלע מהר יותר מגלי גזירה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
60 °
זמן מהרעידה
0.4 (הרעידה מתחילה → הגלים חוצים את כדור הארץ)
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה גל P, כי גלי דחיסה נעים בסלע מהר יותר מגלי גזירה
- שגויה גל S, כי הוא חזק יותר וגורם לרוב הנזק
  טעות נפוצה: Thinks the strongest shaking, the S waves or the surface waves, arrives first.
  משוב מהקטלוג
  סדר ההגעה נקבע לפי המהירות, לא לפי העוצמה. גלי P הם גלי דחיסה, כמו קול, והסלע מתנגד לדחיסה יותר מאשר לגזירה, ולכן הם המהירים ביותר: כ־6–13 km/s. גלי S, גלי גזירה, איטיים מהם בערך פי $1.7$ ⁠. לכן גלי P מגיעים ראשונים, ושם הם נקראים “ראשוניים”, P מ־primary.
- שגויה שניהם יחד, כי הם יצאו מהמוקד באותו רגע
  טעות נפוצה: Thinks the gap between the P and S arrivals is the same at every station, since both waves leave the quake together.
  משוב מהקטלוג
  שני הגלים יוצאים יחד, אבל נעים במהירויות שונות, ולכן הפער ביניהם גדל עם הדרך, כמו בין רץ מהיר לרץ איטי שמזנקים יחד. במרחק $d$ ⁠, $\Delta t = \dfrac{d}{v_S} - \dfrac{d}{v_P}$ ⁠: פרופורציוני למרחק. בדיוק בגלל זה אפשר למדוד ממנו מרחק.
משוב לתשובה נכונה
גל P, “הראשוני”. גל S, “המשני”, מגיע אחריו, והפער ביניהם יגלה עוד מעט את המרחק.

פתרון מלא
1. גל P הוא גל אורך: הסלע נדחס ומתרווח לאורך כיוון ההתקדמות, כמו קול.
2. גל S הוא גל רוחב: הסלע זז הצידה, בניצב לכיוון ההתקדמות, וזה אפשרי רק בחומר שמתנגד לגזירה.
3. סלע מתנגד לדחיסה יותר מאשר לגזירה, ולכן גלי P מהירים בערך פי $1.7$ ⁠: כ־6 km/s בקרום, לעומת כ־3.5 km/s.
העוצמה לא קובעת את המהירות. גלי S וגלי השטח שבאים אחריהם מזיזים את הקרקע חזק יותר, אבל מגיעים מאוחר יותר.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
זמני הגעה
תרגול · חשבו
השאלה
הסייסמומטר נעול $30^\circ$ ⁠ מהמוקד, כ־3300 km לאורך פני השטח. הסייסמוגרמה שליד הסצנה מראה מתי הגיע כל גל. כמה זמן עבר בין הגעת גל P להגעת גל S?

התשובה הנכונה
5.013 min ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
30 °קבוע
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
מתקבלת בטווח
± 3%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
S arrival minus P arrival at the picked seismometer, NaN where either is missing/nodes/earth/outputs/spGap
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 6.137 min ± 2%
  טעות נפוצה: Gives one wave's arrival time instead of the gap between the S and P arrivals.
  משוב מהקטלוג
  השעה שבה הגל מגיע תלויה גם ברגע שבו הרעידה התחילה, ובתחנה לא יודעים מתי זה היה. מה שהסייסמוגרף מודד בלי צורך בשעון של המוקד הוא הפער בין הגעת גל S להגעת גל P: $\Delta t = t_S - t_P$ ⁠. ממנו מחשבים את המרחק.
- 11.15 min ± 2%
  טעות נפוצה: Gives one wave's arrival time instead of the gap between the S and P arrivals.
  משוב מהקטלוג
  השעה שבה הגל מגיע תלויה גם ברגע שבו הרעידה התחילה, ובתחנה לא יודעים מתי זה היה. מה שהסייסמוגרף מודד בלי צורך בשעון של המוקד הוא הפער בין הגעת גל S להגעת גל P: $\Delta t = t_S - t_P$ ⁠. ממנו מחשבים את המרחק.
משוב לתשובה נכונה
כחמש דקות. הפער גדל עם המרחק, ולכן הוא מדד למרחק מהמוקד.

רמז
קראו את שני זמני ההגעה, והחסירו.

פתרון מלא
1. גל P מגיע כ־ $6.1$ ⁠ דקות אחרי הרעידה.
2. גל S מגיע כ־ $11.2$ ⁠ דקות אחריה.
3. הפער: $11.2 - 6.1 \approx 5.0$ ⁠ דקות.
בתחנה אמיתית לא יודעים מתי הרעידה התחילה, ולכן זמני ההגעה עצמם לא מספיקים. הפער, לעומת זאת, נמדד על הסייסמוגרמה ישירות.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
הפער גדל
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
ב־ $30^\circ$ ⁠ מהמוקד הפער בין גלי P ל־S הוא כחמש דקות. מזיזים את הסייסמומטר ל־ $60^\circ$ ⁠, פי שניים רחוק. מה יקרה לפער?

התשובה הנכונה
- נכונה הוא יגדל
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
30 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
האפשרויות
- נכונה הוא יגדל
- שגויה הוא יישאר כחמש דקות, כי שני הגלים יצאו יחד
  טעות נפוצה: Thinks the gap between the P and S arrivals is the same at every station, since both waves leave the quake together.
  משוב מהקטלוג
  שני הגלים יוצאים יחד, אבל נעים במהירויות שונות, ולכן הפער ביניהם גדל עם הדרך, כמו בין רץ מהיר לרץ איטי שמזנקים יחד. במרחק $d$ ⁠, $\Delta t = \dfrac{d}{v_S} - \dfrac{d}{v_P}$ ⁠: פרופורציוני למרחק. בדיוק בגלל זה אפשר למדוד ממנו מרחק.
- שגויה הוא יקטן, כי גל S ידביק את הפער
  משוב
  גל S איטי יותר לאורך כל הדרך, ולכן הוא רק מפגר יותר ויותר.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
סייסמומטר
60 °
ואז הסצנה מראה: 8.245 min · S arrival minus P arrival at the picked seismometer, NaN where either is missing/nodes/earth/outputs/spGap
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
כ־ $8.3$ ⁠ דקות: הדרך ארוכה יותר, וגל S מפגר יותר.

פתרון מלא
1. במרחק $d$ ⁠, גל P מגיע אחרי $\dfrac{d}{v_P}$ ⁠ וגל S אחרי $\dfrac{d}{v_S}$ ⁠.
2. הפער: $\Delta t = d\left(\dfrac{1}{v_S} - \dfrac{1}{v_P}\right)$ ⁠, פרופורציוני לדרך.
3. ב־ $60^\circ$ ⁠: כ־ $8.3$ ⁠ דקות. לא בדיוק פי שניים, כי הגלים העמוקים עוברים בסלע מהיר יותר.
כמו שני רצים שמזנקים יחד: ככל שהמסלול ארוך, האיטי מפגר יותר.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
כמה רחוק
תרגול · חשבו
השאלה
סייסמוגרף באילת רושם רעידה קטנה: גל S מגיע 10 s אחרי גל P. בקרום, גלי P נעים ב־6.0 km/s וגלי S ב־3.5 km/s. כמה רחוק המוקד?

התשובה הנכונה
84 km ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
30 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
מתקבלת בטווח
± 3%
ערך קבוע בשאלה
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 60 km ± 3%
  טעות נפוצה: Works out the distance to a quake as one wave's speed times the S−P gap.
  משוב מהקטלוג
  הפער $\Delta t$ ⁠ הוא לא הזמן שגל אחד נסע, אלא ההפרש בין שני זמני נסיעה: $\Delta t = \dfrac{d}{v_S} - \dfrac{d}{v_P}$ ⁠. לכן $d = \dfrac{\Delta t}{\dfrac{1}{v_S} - \dfrac{1}{v_P}}$ ⁠. הכפלה של $\Delta t$ ⁠ במהירות אחת נותנת מרחק קצר מדי.
- 35 km ± 3%
  טעות נפוצה: Works out the distance to a quake as one wave's speed times the S−P gap.
  משוב מהקטלוג
  הפער $\Delta t$ ⁠ הוא לא הזמן שגל אחד נסע, אלא ההפרש בין שני זמני נסיעה: $\Delta t = \dfrac{d}{v_S} - \dfrac{d}{v_P}$ ⁠. לכן $d = \dfrac{\Delta t}{\dfrac{1}{v_S} - \dfrac{1}{v_P}}$ ⁠. הכפלה של $\Delta t$ ⁠ במהירות אחת נותנת מרחק קצר מדי.
משוב לתשובה נכונה
כ־84 km: כ־8 km לכל שנייה של פער.

רמז
$\Delta t = \dfrac{d}{v_S} - \dfrac{d}{v_P}$ ⁠. הוציאו את $d$ ⁠.

פתרון מלא
1. זמני הנסיעה: $t_P = \dfrac{d}{v_P}$ ⁠ ו־ $t_S = \dfrac{d}{v_S}$ ⁠.
2. הפער: $\Delta t = d\left(\dfrac{1}{v_S} - \dfrac{1}{v_P}\right) = d\left(\dfrac{1}{3.5} - \dfrac{1}{6.0}\right) = d \cdot 0.119\ \mathrm{s/km}$ ⁠.
3. $d = \dfrac{10}{0.119} \approx 84\ \mathrm{km}$ ⁠.
כלל אצבע של סייסמולוגים: כל שנייה של פער היא כ־8 km. מי שענה $60$ ⁠ הכפיל את הפער במהירות של גל P, כאילו זה זמן הנסיעה שלו.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
לקרוא מרחק מהפער
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
תחנה רחוקה רשמה פער של $8$ ⁠ דקות בין גל P לגל S. הזיזו את הסייסמומטר עד שהפער אצלו יהיה $8$ ⁠ דקות, ולחצו על בדיקה. כך תמצאו כמה מעלות התחנה רחוקה מהמוקד.

המטרה
- 8 min ± 3%
  בתחילת השלב: 5.013 min
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
30 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
נקרא מהסצנה בנקודה
S arrival minus P arrival at the picked seismometer, NaN where either is missing/nodes/earth/outputs/spGap
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
56 °
משוב לתשובה נכונה
כ־ $57^\circ$ ⁠, יותר משישית מההיקף של כדור הארץ.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. אם הפער קצר מדי, הרחיקו את הסייסמומטר; אם ארוך מדי, קרבו אותו.

רמז
ב־ $30^\circ$ ⁠ הפער כחמש דקות, וב־ $60^\circ$ ⁠ כשמונה וחצי.

פתרון מלא
1. הפער גדל עם המרחק, ולכן יש מרחק אחד שבו הוא $8$ ⁠ דקות.
2. ב־ $50^\circ$ ⁠ הוא כ־ $7.2$ ⁠ דקות, וב־ $60^\circ$ ⁠ כ־ $8.3$ ⁠.
3. שמונה דקות בדיוק מתקבלות בכ־ $57^\circ$ ⁠, כ־6300 km לאורך פני השטח.
כך סייסמולוגים קוראים מרחק מטבלה, או מגרף של זמני ההגעה, שנבנה מאלפי רעידות.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
שלוש תחנות
תרגול · בחרו
השאלה
מהפער בין גלי P ל־S כל תחנה יודעת כמה רחוק המוקד. כמה תחנות צריך, לפחות, כדי למצוא איפה הוא על המפה?

התשובה הנכונה
- נכונה שלוש: כל תחנה נותנת מעגל, ושלושה מעגלים נחתכים בנקודה אחת
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
60 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה שלוש: כל תחנה נותנת מעגל, ושלושה מעגלים נחתכים בנקודה אחת
- שגויה אחת: הגל מגיע מכיוון המוקד
  טעות נפוצה: Thinks one seismometer can locate an earthquake's epicentre.
  משוב מהקטלוג
  סייסמוגרף אחד נותן רק מרחק: המוקד נמצא אי־שם על מעגל סביב התחנה. תחנה שנייה נותנת מעגל שני, ושני מעגלים נחתכים בשתי נקודות. רק תחנה שלישית מכריעה ביניהן. לכן מאתרים מוקד מלפחות שלוש תחנות, ובפועל ממאות.
- שגויה שתיים: המוקד באמצע הדרך ביניהן
  משוב
  שני מעגלים נחתכים בשתי נקודות, ושתיהן יכולות להיות המוקד. צריך מעגל שלישי כדי לבחור.
משוב לתשובה נכונה
שלוש. אחת נותנת מעגל, שתיים נותנות שתי נקודות, ושלוש מכריעות.

פתרון מלא
1. תחנה אחת יודעת רק מרחק $d_1$ ⁠: המוקד נמצא על מעגל ברדיוס $d_1$ ⁠ סביבה.
2. תחנה שנייה מוסיפה מעגל, ושני מעגלים נחתכים בשתי נקודות.
3. המעגל של תחנה שלישית עובר רק באחת מהן: שם המוקד.
זה טריאנגולציה, ואותו רעיון משמש את ה־GPS. בפועל משתמשים במאות תחנות, ומוצאים גם את העומק ואת שעת הרעידה.

שיעור 2 מתוך 4 · כ־25 דקות

מה יש בתוך כדור הארץ

אף אחד לא קדח עמוק יותר משנים־עשר קילומטרים, אבל הגלים הסייסמיים חוצים את כל כדור הארץ. הצל של גלי S מגלה ליבה חיצונית נוזלית, הצל של גלי P את השבירה בה, וגלים חלשים בצל ליבה פנימית מוצקה.

לפתוח את השיעור

5 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 5
לפתוח את השלב
הצל של גלי S
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
הסייסמומטר $120^\circ$ ⁠ מהמוקד, וסוג הגל הוא גלי S. האם גלי S יגיעו אליו?

התשובה הנכונה
- נכונה לא, אף פעם
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי Sקבוע
סייסמומטר
120 °קבוע
זמן מהרעידה
0.3 (הרעידה מתחילה → הגלים חוצים את כדור הארץ)
האפשרויות
- נכונה לא, אף פעם
- שגויה כן, מאוחר, אחרי שיעברו דרך הליבה
  טעות נפוצה: Thinks the whole of the Earth's core is solid.
  משוב מהקטלוג
  אילו הליבה הייתה מוצקה כולה, גלי S היו עוברים דרכה ומגיעים גם לצד הרחוק של כדור הארץ. הם לא מגיעים: מעבר לכ־ $104^\circ$ ⁠ מהמוקד אין גלי S ישירים בכלל. נוזל לא מחזיק כוח גזירה, ולכן גל גזירה לא עובר בו. מכאן שהליבה החיצונית נוזלית, ברזל וניקל מותכים. רק הליבה הפנימית מוצקה, בגלל הלחץ העצום.
- שגויה כן, אבל חלשים, כי הדרך ארוכה
  משוב
  דרך ארוכה מחלישה גל, אבל לא מעלימה אותו. כאן לא מגיע שום גל S ישיר.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
אף פעם: $120^\circ$ ⁠ בתוך צל גלי S. משהו בתוך כדור הארץ עוצר אותם.

פתרון מלא
1. גלי S שיוצאים מהמוקד במורד תלול מגיעים לליבה ונעצרים שם.
2. הגלים שמחטיאים את הליבה מתעקלים חזרה אל פני השטח, והרחוקים שבהם מגיעים עד כ־ $103^\circ$ ⁠.
3. מעבר לזה, כולל $120^\circ$ ⁠, אין גלי S ישירים: זה צל גלי S, והוא מכסה יותר משליש מפני כדור הארץ.
זמן מהרעידה הגיע לסוף, $28$ ⁠ דקות אחרי הרעידה: הסייסמומטרים בצל נשארו חשוכים.
שלב 2 מתוך 5
לפתוח את השלב
ליבה נוזלית
תרגול · בחרו
השאלה
גלי S לא עוברים את הליבה, וגלי P כן. מה זה מלמד על הליבה החיצונית?

התשובה הנכונה
- נכונה שהיא נוזלית, כי נוזל לא מתנגד לגזירה ולכן לא מעביר גלי S
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי S
סייסמומטר
120 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה שהיא נוזלית, כי נוזל לא מתנגד לגזירה ולכן לא מעביר גלי S
- שגויה שהיא צפופה מדי, וגלי S לא מצליחים לחדור אליה
  טעות נפוצה: Thinks S waves stop at the core because it is too dense or too deep for them.
  משוב מהקטלוג
  צפיפות לא עוצרת גל: גלי P עוברים דרך אותה ליבה צפופה. גלי S נעצרים כי הם גלי גזירה: החלקיקים נעים בניצב לכיוון ההתקדמות, וכדי שהתנועה הזאת תעבור הלאה, החומר צריך להתנגד לגזירה. נוזל לא מתנגד לגזירה, ולכן אין בו גלי S.
- שגויה שהיא מוצקה וקשה, והגלים מוחזרים ממנה
  טעות נפוצה: Thinks the whole of the Earth's core is solid.
  משוב מהקטלוג
  אילו הליבה הייתה מוצקה כולה, גלי S היו עוברים דרכה ומגיעים גם לצד הרחוק של כדור הארץ. הם לא מגיעים: מעבר לכ־ $104^\circ$ ⁠ מהמוקד אין גלי S ישירים בכלל. נוזל לא מחזיק כוח גזירה, ולכן גל גזירה לא עובר בו. מכאן שהליבה החיצונית נוזלית, ברזל וניקל מותכים. רק הליבה הפנימית מוצקה, בגלל הלחץ העצום.
- שגויה שהיא חמה מדי, והחום בולע את גלי S
  משוב
  חום לבדו לא בולע גלים: גלי P עוברים דרך אותה ליבה חמה. מה שחשוב הוא המצב: מוצק או נוזל.
משוב לתשובה נכונה
נוזלית. הצל של גלי S הוא ההוכחה העיקרית לליבה של מתכת נוזלית.

פתרון מלא
1. ביחידה על גלים ראינו שגל עובר בחומר כשהחומר מושך כל חלקיק חזרה למקומו.
2. בגל P החלקיקים נדחסים ומתרווחים, וכל חומר, מוצק, נוזל או גז, מתנגד לדחיסה. בגל S הם זזים הצידה, וזה דורש חומר שמתנגד לגזירה: רק מוצק.
3. לכן גלי S נעצרים בגבול הליבה: היא נוזלית.
ב־1914 מדד בנו גוטנברג את העומק של הגבול: כ־2900 km. הליבה החיצונית היא ברזל וניקל מותכים.
שלב 3 מתוך 5
לפתוח את השלב
השפה של הצל
תרגול · חשבו
השאלה
סוג הגל נעול על גלי S. הזיזו את הסייסמומטר ומצאו מאיזה מרחק מהמוקד גלי S כבר לא מגיעים. באיזו זווית מתחיל הצל?

התשובה הנכונה
103.1 ° ± 2 °
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי Sקבוע
סייסמומטר
90 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
מתקבלת בטווח
± 2 °
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Where the chosen wave's shadow zone begins, degrees from the quake/nodes/earth/outputs/shadowFrom
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 113.8 ° ± 1.5 °
  טעות נפוצה: Pictures seismic waves crossing the Earth in straight lines, ignoring that they bend.
  משוב מהקטלוג
  המהירות של גלים סייסמיים גדלה עם העומק, כי הסלע דחוס וקשיח יותר. לכן, כמו אור שעובר בין חומרים, הם נשברים כל הזמן, והמסלולים שלהם מתעקלים כלפי מעלה, חזרה אל פני השטח. קו ישר שרק נוגע בליבה היה מגיע לכ־ $114^\circ$ ⁠; המסלולים המעוקלים נוגעים בה כבר בכ־ $103^\circ$ ⁠.
משוב לתשובה נכונה
כ־ $103^\circ$ ⁠. מגודל הצל אפשר לחשב את הרדיוס של הליבה: כ־3500 km, יותר ממחצית הרדיוס של כדור הארץ.

רמז
הסייסמומטרים בצל נשארים חשוכים. חפשו את האחרון שנדלק.

פתרון מלא
1. בסצנה, הסייסמומטר האחרון שגל S מגיע אליו נמצא כ־ $103^\circ$ ⁠ מהמוקד.
2. מעבר לו מתחיל הצל, ועד הצד הרחוק, $180^\circ$ ⁠.
הגל שמגיע הכי רחוק הוא זה שרק נוגע בליבה. אילו הגלים נעו בקווים ישרים, קו שנוגע בכדור ברדיוס 3480 km היה מגיע ל־ $2\arccos\dfrac{3480}{6371} \approx 114^\circ$ ⁠. הגלים מתעקלים כלפי מעלה, כי הסלע מהיר יותר בעומק, ולכן הצל מתחיל מוקדם יותר.
שלב 4 מתוך 5
לפתוח את השלב
הצל של גלי P
תרגול · בחרו
השאלה
גלי P עוברים בנוזלים, ובכל זאת יש להם צל: בין כ־ $100^\circ$ ⁠ לכ־ $140^\circ$ ⁠ מהמוקד לא מגיעים גלי P חזקים. למה?

התשובה הנכונה
- נכונה בליבה הנוזלית הם איטיים יותר, ולכן הם נשברים בגבול שלה ויוצאים רחוק יותר
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
120 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה בליבה הנוזלית הם איטיים יותר, ולכן הם נשברים בגבול שלה ויוצאים רחוק יותר
- שגויה הליבה הנוזלית עוצרת גם אותם, כמו את גלי S
  טעות נפוצה: Thinks the P-wave shadow means P waves cannot cross the liquid core either.
  משוב מהקטלוג
  גלי P עוברים בנוזלים: קול הוא גל P באוויר ובמים. הצל של P נוצר משבירה. בליבה הנוזלית גלי P איטיים בהרבה מבמעטפת, ולכן בגבול הליבה הם נשברים חדות פנימה, כמו אור שנכנס למים, ויוצאים בצד הרחוק יותר. בין כ־ $100^\circ$ ⁠ לכ־ $140^\circ$ ⁠ לא מגיעים גלי P ישירים, ומעבר לזה הם מגיעים שוב.
- שגויה הליבה הפנימית בולעת אותם
  משוב
  הליבה הפנימית דווקא מחזירה ושוברת חלק מהם אל תוך הצל: אלה הגלים החלשים שמגיעים לשם.
משוב לתשובה נכונה
שבירה: הליבה מתנהגת כמו עדשה מפזרת לגלי P, והם מדלגים על הטבעת שבין $100^\circ$ ⁠ ל־ $140^\circ$ ⁠.

פתרון מלא
1. במעטפת התחתונה גלי P נעים בכ־13 km/s, ובליבה החיצונית הנוזלית רק בכ־8 km/s.
2. גל שעובר לחומר איטי יותר נשבר לכיוון האנך, כמו אור שנכנס למים (חוק סנל).
3. לכן גלי P שפוגעים בליבה מתכופפים פנימה, חוצים אותה, ויוצאים בצד הרחוק, מעבר ל־ $140^\circ$ ⁠. בין המקום שבו נגמרים הגלים שמחטיאים את הליבה לבין המקום שבו יוצאים הגלים שחצו אותה, נשאר צל.
צל גלי P נוצר משבירה, וצל גלי S מעצירה. שני הצללים יחד הם מה שגילה את הליבה.
שלב 5 מתוך 5
לפתוח את השלב
הליבה הפנימית
תרגול · בחרו
השאלה
ב־1936 שמה לב אינגה להמן, סייסמולוגית דנית, שבתוך הצל של גלי P בכל זאת מגיעים גלי P חלשים. מה היא הסיקה מזה?

התשובה הנכונה
- נכונה שבתוך הליבה הנוזלית יש ליבה פנימית מוצקה, שמחזירה ושוברת חלק מהגלים אל תוך הצל
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הגל
גלי P
סייסמומטר
120 °
זמן מהרעידה
הגלים חוצים את כדור הארץ
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה שבתוך הליבה הנוזלית יש ליבה פנימית מוצקה, שמחזירה ושוברת חלק מהגלים אל תוך הצל
- שגויה שאין ליבה בכלל, והצל הוא טעות מדידה
  משוב
  הצל של גלי S והצל הרחב של גלי P נמדדו שוב ושוב. הגלים החלשים הם תוספת, לא סתירה.
- שגויה שכל הליבה נוזלית עד המרכז
  משוב
  בליבה נוזלית אחידה לא היה מה שישבור גלים אל תוך הצל. צריך גבול חד נוסף בפנים.
משוב לתשובה נכונה
ליבה פנימית מוצקה. בסצנה אפשר לראות את הגלים החלשים האלה מגיעים לסייסמומטרים בתוך הצל של P.

פתרון מלא
1. בליבה נוזלית אחידה, הגלים שחוצים אותה יוצאים רק מעבר לכ־ $140^\circ$ ⁠, והצל היה חשוך לגמרי.
2. הגלים החלשים בצל מראים שיש בתוך הליבה גבול נוסף, שבו המהירות קופצת שוב: ליבה פנימית, ברדיוס של כ־1220 km.
3. גלי P מהירים יותר בליבה הפנימית, והגבול שלה מחזיר ושובר חלק מהם אל תוך הצל.
הליבה הפנימית מוצקה, אף שהיא חמה מהחיצונית, כי הלחץ במרכז כדור הארץ, יותר משלושה מיליון אטמוספרות, מחזיק את הברזל מוצק.

שיעור 3 מתוך 4 · כ־30 דקות

טקטוניקת הלוחות

הקליפה של כדור הארץ שבורה ללוחות שזזים כמה סנטימטרים בשנה על מעטפת שזורמת לאט. מרחק הוא מהירות כפול זמן, וכל סוג של גבול בונה משהו אחר: רכס, תעלה והרי געש, הרים, או העתק.

לפתוח את השיעור

7 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 7
לפתוח את השלב
לוחות בתנועה
תרגול · בחרו
השאלה
הקליפה החיצונית של כדור הארץ שבורה ללוחות, שזזים כמה סנטימטרים בשנה. על מה הם נעים, ומה מזיז אותם?

התשובה הנכונה
- נכונה על מעטפת של סלע מוצק וחם, שזורם לאט מאוד; הם נמשכים בעיקר על ידי לוחות קרים שוקעים ונדחפים מהרכסים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
רכס מתפשט
זמן
5 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
5 cm בשנה
חיתוך
חתך
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה על מעטפת של סלע מוצק וחם, שזורם לאט מאוד; הם נמשכים בעיקר על ידי לוחות קרים שוקעים ונדחפים מהרכסים
- שגויה הם צפים על ים של מגמה נוזלית, והזרמים שבו נושאים אותם
  טעות נפוצה: Thinks the plates float on a layer of liquid magma.
  משוב מהקטלוג
  המעטפת היא סלע מוצק: גלי S עוברים בה, וזו ההוכחה. היא חמה מספיק כדי לזרום כמו זפת קרה, כמה סנטימטרים בשנה, לאורך מיליוני שנים. מגמה נוצרת רק במקומות מסוימים, כמו מתחת לרכסים ומעל לוחות שוקעים, כשסלע חם מאבד לחץ או מקבל מים.
- שגויה רעידות אדמה דוחפות אותם בכל פעם מעט
  משוב
  רעידות הן תוצאה של התנועה, לא הסיבה: הלוחות נתקעים זה בזה, המתח מצטבר, ובסוף הסלע נשבר בבת אחת.
- שגויה הסיבוב של כדור הארץ מטיח אותם לצדדים
  משוב
  הסיבוב קבוע ואחיד, והוא לא יכול לגרום ללוחות לנוע בכיוונים שונים זה מזה.
משוב לתשובה נכונה
סלע מוצק שזורם לאט, ולוחות קרים ששוקעים ומושכים. ים של מגמה אין שם.

פתרון מלא
1. גלי S עוברים במעטפת, ולכן היא מוצקה. אבל היא חמה מספיק כדי לזרום כמו זפת, לאט מאוד, בזרמי הסעה: חומר חם עולה, חומר קר שוקע.
2. לוח אוקייני שמתרחק מרכס מתקרר ונעשה כבד יותר. בסוף הוא שוקע למעטפת ומושך אחריו את שאר הלוח: משיכת הלוח היא הכוח העיקרי.
3. ברכסים חומר חם עולה, נמס בחלקו, ובונה קרקעית חדשה שדוחפת הצידה.
הלוחות זזים בערך בקצב שבו ציפורניים צומחות.
שלב 2 מתוך 7
לפתוח את השלב
כמה רחוק הם זזים
תרגול · חשבו
השאלה
מהירות הלוחות נעולה על 5 cm בשנה, והזמן על $5$ ⁠ מיליון שנה. כמה התרחקו הלוחות זה מזה?

התשובה הנכונה
250 km ± 2%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
רכס מתפשט
זמן
5 מיליוני שניםקבוע
מהירות הלוחות
5 cm בשנהקבוע
חיתוך
פני השטח
מתקבלת בטווח
± 2%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
How far the plates have moved relative to each other: rate × time (1 cm a year for a million years is 10 km)/nodes/block/outputs/moved
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 25 km ± 3%
  טעות נפוצה: Is off by a power of ten converting centimetres a year over millions of years.
  משוב מהקטלוג
  סנטימטר אחד בשנה במשך מיליון שנה הוא מיליון סנטימטרים: $10^6\ \mathrm{cm} = 10^4\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{km}$ ⁠. לכן לוח שזז 5 cm בשנה עובר 50 km במיליון שנה, ו־250 km בחמישה מיליון.
- 2500 km ± 3%
  טעות נפוצה: Is off by a power of ten converting centimetres a year over millions of years.
  משוב מהקטלוג
  סנטימטר אחד בשנה במשך מיליון שנה הוא מיליון סנטימטרים: $10^6\ \mathrm{cm} = 10^4\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{km}$ ⁠. לכן לוח שזז 5 cm בשנה עובר 50 km במיליון שנה, ו־250 km בחמישה מיליון.
משוב לתשובה נכונה
250 km: 50 km בכל מיליון שנה.

רמז
$d = v t$ ⁠. המירו קודם: סנטימטר אחד בשנה במשך מיליון שנה הוא $10$ ⁠ קילומטרים.

פתרון מלא
1. $d = v t = 5\ \mathrm{cm/yr} \cdot 5 \times 10^6\ \mathrm{yr} = 2.5 \times 10^7\ \mathrm{cm}$ ⁠.
2. $2.5 \times 10^7\ \mathrm{cm} = 2.5 \times 10^5\ \mathrm{m} = 250\ \mathrm{km}$ ⁠.
קצב שלא מרגישים מצטבר לאוקיינוס שלם: במאה מיליון שנה, 5000 km.
שלב 3 מתוך 7
לפתוח את השלב
שלוש מאות קילומטרים
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
מהירות הלוחות נעולה על 2.5 cm בשנה, כמו באוקיינוס האטלנטי. שנו את הזמן עד שהלוחות יתרחקו 300 km, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 300 km ± 1%
  בתחילת השלב: 0 km
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
רכס מתפשט
זמן
0 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
2.5 cm בשנהקבוע
חיתוך
פני השטח
נקרא מהסצנה בנקודה
How far the plates have moved relative to each other: rate × time (1 cm a year for a million years is 10 km)/nodes/block/outputs/moved
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
גבול
רכס מתפשט
זמן
11.9 מיליוני שנים
משוב לתשובה נכונה
$12$ ⁠ מיליון שנה: 25 km בכל מיליון.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. אם הלוחות לא הגיעו ל־300 km, הוסיפו זמן; אם עברו, הורידו.

רמז
2.5 cm בשנה הם 25 km בכל מיליון שנה.

פתרון מלא
1. $v = 2.5\ \mathrm{cm/yr} = 25\ \mathrm{km}$ ⁠ למיליון שנה.
2. $t = \dfrac{d}{v} = \dfrac{300}{25} = 12$ ⁠ מיליון שנה.
לפני $12$ ⁠ מיליון שנה כבר היו על כדור הארץ קופי אדם, והאוקיינוס האטלנטי היה צר בכ־300 km מהיום.
שלב 4 מתוך 7
לפתוח את השלב
אוקיינוס נפתח
תרגול · חשבו
השאלה
האוקיינוס האטלנטי רחב כ־5000 km, והוא נפתח ברכס שבאמצעו בקצב של כ־2.5 cm בשנה. לפני כמה מיליוני שנים, בערך, אמריקה ואפריקה היו צמודות?

התשובה הנכונה
200 ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
רכס מתפשט
זמן
20 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
2.5 cm בשנה
חיתוך
חתך
מתקבלת בטווח
± 3%
ערך קבוע בשאלה
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 2000 ± 3%
  טעות נפוצה: Is off by a power of ten converting centimetres a year over millions of years.
  משוב מהקטלוג
  סנטימטר אחד בשנה במשך מיליון שנה הוא מיליון סנטימטרים: $10^6\ \mathrm{cm} = 10^4\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{km}$ ⁠. לכן לוח שזז 5 cm בשנה עובר 50 km במיליון שנה, ו־250 km בחמישה מיליון.
- 20 ± 3%
  טעות נפוצה: Is off by a power of ten converting centimetres a year over millions of years.
  משוב מהקטלוג
  סנטימטר אחד בשנה במשך מיליון שנה הוא מיליון סנטימטרים: $10^6\ \mathrm{cm} = 10^4\ \mathrm{m} = 10\ \mathrm{km}$ ⁠. לכן לוח שזז 5 cm בשנה עובר 50 km במיליון שנה, ו־250 km בחמישה מיליון.
משוב לתשובה נכונה
כ־ $200$ ⁠ מיליון שנה, בימי הדינוזאורים הראשונים, כשפנגיאה התחילה להתפרק.

רמז
$t = \dfrac{d}{v}$ ⁠, עם $v = 25\ \mathrm{km}$ ⁠ למיליון שנה.

פתרון מלא
1. $v = 2.5\ \mathrm{cm/yr} = 25\ \mathrm{km}$ ⁠ למיליון שנה.
2. $t = \dfrac{5000}{25} = 200$ ⁠ מיליון שנה.
זה בדיוק מה שמראים הסלעים: הקרקעית העתיקה ביותר באטלנטי, ליד החופים, בת כ־ $180$ ⁠ מיליון שנה, ובתקופה הזאת התפרקה יבשת־העל פנגיאה. החופים של ברזיל ושל מערב אפריקה עדיין מתאימים זה לזה כמו חלקי פאזל.
שלב 5 מתוך 7
לפתוח את השלב
תעלה והרי געש
תרגול · בחרו
השאלה
הגבול הוא אוקיינוס שנכנס מתחת ליבשת, וחיתוך על חתך. איפה נוצרים הרי געש בגבול כזה?

התשובה הנכונה
- נכונה על היבשת, מעל הלוח השוקע, במרחק מה מהתעלה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
אוקיינוס מתחת ליבשת
זמן
10 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
5 cm בשנה
חיתוך
חתך
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה על היבשת, מעל הלוח השוקע, במרחק מה מהתעלה
- שגויה בתעלה עצמה, במקום שבו הלוחות נפגשים
  משוב
  בתעלה הלוח עוד קר, והוא רק מתחיל לשקוע. המגמה נוצרת עמוק יותר, כמאה קילומטרים מתחת לפני השטח.
- שגויה באמצע הלוח האוקייני, הרחק מהגבול
  משוב
  באמצע לוח יש הרי געש רק מעל נקודה חמה, כמו הוואי. כאן הם נוצרים בגלל השקיעה.
משוב לתשובה נכונה
על היבשת, מעל הלוח השוקע: המים שהוא משחרר ממיסים את המעטפת.

פתרון מלא
1. הלוח האוקייני שוקע במעטפת ונושא איתו מים, שנקשרו לסלע בקרקעית הים.
2. בעומק של כמאה קילומטרים החום והלחץ משחררים את המים למעטפת שמעל הלוח.
3. המים מורידים את טמפרטורת ההתכה של הסלע, והוא נמס בחלקו. המגמה, קלה מהסלע שסביבה, עולה ובונה קשת געשית על היבשת.
כך נבנו הרי האנדים ויפן, וכך נוצרה “טבעת האש” סביב האוקיינוס השקט.
שלב 6 מתוך 7
לפתוח את השלב
יבשות מתנגשות
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
בגבול הקודם לוח אוקייני שקע מתחת ליבשת. משנים את הגבול כך ששתי יבשות מתנגשות. מה יקרה לאחת מהן?

התשובה הנכונה
- נכונה אף אחת לא תשקע: הן יתקמטו ויבנו הרים גבוהים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
אוקיינוס מתחת ליבשת
זמן
10 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
5 cm בשנה
חיתוך
חתך
האפשרויות
- נכונה אף אחת לא תשקע: הן יתקמטו ויבנו הרים גבוהים
- שגויה אחת תשקע למעטפת, כמו הלוח האוקייני
  טעות נפוצה: Thinks a continental plate sinks into the mantle at a collision, as an ocean plate does.
  משוב מהקטלוג
  קרום יבשתי קל יותר מהמעטפת, כמו קרש במים, ולכן הוא לא שוקע. קרום אוקייני, כבד יותר, שוקע אחרי שהוא מתקרר ומזדקן. כששתי יבשות נפגשות, אף אחת לא יורדת: הן מתקמטות ונערמות להרים גבוהים, עם שורש עמוק מתחתם. כך נבנו ההימלאיה והאלפים.
- שגויה הן ייעצרו ברגע שייגעו, ולא יקרה כלום
  משוב
  הכוחות שמניעים את הלוחות לא נעצרים, והיבשות ממשיכות להידחק זו לתוך זו מיליוני שנים.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
גבול
יבשות מתנגשות
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
הן מתקמטות להרים, עם שורש עמוק מתחתם. ההימלאיה נבנית כך כבר חמישים מיליון שנה.

פתרון מלא
1. קרום יבשתי עשוי סלעים קלים, כמו גרניט, וקל מהמעטפת שמתחתיו: הוא צף עליה, כמו קרש במים.
2. לכן הוא לא שוקע. כשהאוקיינוס שבין שתי יבשות נסגר, היבשות נדחקות זו לתוך זו, מתקמטות ונערמות.
3. ההרים שנוצרים יושבים על שורש עמוק של קרום, כמו קרחון: על כל קילומטר של גובה, כחמישה קילומטרים של שורש.
כך בנתה ההתנגשות של הודו ואסיה את ההימלאיה, והיא ממשיכה: האוורסט עדיין עולה בכמה מילימטרים בשנה.
שלב 7 מתוך 7
לפתוח את השלב
חולפים זה לצד זה
תרגול · בחרו
השאלה
העתק ים המלח, שעובר לאורך הערבה, ים המלח והכנרת, הוא גבול שבו הלוח הערבי והלוח הסיני חולפים זה לצד זה. מה צפוי לאורכו?

התשובה הנכונה
- נכונה רעידות אדמה, אבל לא הרי געש
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גבול
חולפים זה לצד זה
זמן
5 מיליוני שנים
מהירות הלוחות
5 cm בשנה
חיתוך
פני השטח
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה רעידות אדמה, אבל לא הרי געש
- שגויה רעידות אדמה והרי געש, כמו בכל גבול של לוחות
  טעות נפוצה: Thinks every plate boundary has volcanoes.
  משוב מהקטלוג
  הרי געש צריכים מגמה, והיא נוצרת רק בשני מקומות: ברכסים מתפשטים, שבהם המעטפת עולה ומאבדת לחץ, ומעל לוחות שוקעים, שמשחררים מים למעטפת. בגבול שבו לוחות חולפים זה לצד זה, כמו העתק ים המלח או העתק סן אנדראס, אין שום דבר מאלה: יש רעידות אדמה, אבל לא הרי געש.
- שגויה שום דבר: לוחות שחולפים זה לצד זה לא משפיעים זה על זה
  משוב
  הלוחות נתפסים זה בזה, המתח מצטבר, ומשתחרר ברעידות. ב־1927 רעידה כזאת פגעה קשה בירושלים, בשכם וביריחו.
משוב לתשובה נכונה
רעידות אדמה בלבד. בסצנה, בגבול “חולפים זה לצד זה”, אפשר לראות את השדות, הנהר והכביש נקרעים ונעתקים.

פתרון מלא
1. בגבול כזה לא נוצרת קרקעית חדשה, כמו ברכס, ואף לוח לא שוקע, כמו בתעלה.
2. לכן אין מגמה, ואין הרי געש.
3. אבל הלוחות לא מחליקים בחופשיות: הם נתקעים, המתח מצטבר שנים, והסלע נשבר בבת אחת ברעידת אדמה.
הלוח הערבי זז צפונה כחצי סנטימטר בשנה ביחס ללוח הסיני. מאז שההעתק נוצר, הצדדים שלו זזו יחד כ־105 km.

שיעור 4 מתוך 4 · כ־25 דקות

השדה המגנטי של כדור הארץ

ברזל נוזלי שזורם בליבה יוצר את השדה המגנטי כמו דינמו, ולכן השדה יכול להתהפך. קרקעית הים שומרת את ההיפוכים בפסים, ומהרוחב שלהם מודדים את קצב ההתפשטות.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
מגנט שאינו מגנט
תרגול · בחרו
השאלה
השדה המגנטי של כדור הארץ נראה כמו השדה של מגנט מוט גדול. למה הוא לא יכול לנבוע ממגנט קבוע של ברזל בליבה?

התשובה הנכונה
- נכונה הליבה חמה הרבה מעבר לטמפרטורה שבה ברזל מאבד את המגנטיות הקבועה שלו
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היום
קצב ההתפשטות
5 cm בשנה
הצגת התיעוד המגנטי
כבוי
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה הליבה חמה הרבה מעבר לטמפרטורה שבה ברזל מאבד את המגנטיות הקבועה שלו
- שגויה הוא יכול, ובאמת זה המקור שלו
  טעות נפוצה: Thinks the Earth's field comes from a giant permanent magnet of iron in the core.
  משוב מהקטלוג
  ברזל מאבד את המגנטיות הקבועה שלו מעל טמפרטורת קירי, כ־770 °C, והליבה חמה יותר מ־4000 °C. השדה נוצר אחרת: ברזל נוזלי, מוליך חשמל, זורם בתוך שדה מגנטי, ולפי חוק ההשראה זה משרה בו זרמים, והזרמים יוצרים את השדה מחדש. זה דינמו, ולכן השדה יכול גם להשתנות ולהתהפך, מה שמגנט קבוע לא עושה.
- שגויה הליבה רחוקה מדי מפני השטח
  משוב
  שדה של מגנט אכן נחלש עם המרחק, אבל לא נעלם. הבעיה היא שבחום כזה ברזל לא יכול להיות מגנט קבוע בכלל.
משוב לתשובה נכונה
חם מדי בשביל מגנט קבוע. השדה נוצר מחדש כל הזמן, על ידי דינמו של ברזל נוזלי.

פתרון מלא
1. ביחידה על מגנטיות ראינו שבמגנט קבוע התחומים המגנטיים של הברזל מסודרים באותו כיוון.
2. מעל טמפרטורת קירי, כ־770 °C לברזל, התנועה התרמית הורסת את הסדר הזה, והמגנטיות הקבועה נעלמת.
3. הליבה חמה יותר מ־4000 °C, ולכן השדה חייב להיווצר כל הזמן מחדש, מזרמים חשמליים בברזל הנוזלי.
גם העובדה שהשדה מתהפך מדי פעם לא מתאימה למגנט קבוע.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
איזה קוטב הוא איזה
תרגול · בחרו
השאלה
הקצה הצפוני של מחט המצפן מצביע צפונה. איזה קוטב של “המגנט” של כדור הארץ נמצא ליד הקוטב הצפוני הגאוגרפי?

התשובה הנכונה
- נכונה קוטב דרום מגנטי, כי קטבים הפוכים נמשכים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היום
קצב ההתפשטות
5 cm בשנה
הצגת התיעוד המגנטי
כבוי
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה קוטב דרום מגנטי, כי קטבים הפוכים נמשכים
- שגויה קוטב צפון מגנטי, ולכן הוא נקרא כך
  טעות נפוצה: Thinks the magnetic pole near the geographic North Pole is a north pole, so a compass's north end points to a north pole.
  משוב מהקטלוג
  קטבים הפוכים נמשכים. הקצה הצפוני של מחט המצפן הוא קוטב צפון מגנטי, והוא נמשך לכיוון הקוטב הצפוני הגאוגרפי. לכן שם נמצא בעצם קוטב דרום של המגנט של כדור הארץ: קווי השדה יוצאים מכדור הארץ ליד הקוטב הדרומי ונכנסים ליד הצפוני.
- שגויה אף אחד: הקטבים המגנטיים נמצאים על קו המשווה
  משוב
  הציר המגנטי נוטה רק כעשר מעלות מציר הסיבוב, ולכן הקטבים המגנטיים קרובים לגאוגרפיים.
משוב לתשובה נכונה
קוטב דרום מגנטי. השם הוא גאוגרפי; הפיזיקה הפוכה.

פתרון מלא
1. קטבים זהים דוחים, וקטבים הפוכים נמשכים.
2. הקצה הצפוני של המחט הוא קוטב צפון של מגנט קטן, והוא נמשך צפונה.
3. לכן ליד הקוטב הצפוני הגאוגרפי נמצא קוטב דרום של השדה של כדור הארץ. קווי השדה יוצאים מכדור הארץ בחצי הכדור הדרומי, ונכנסים בצפוני.
השם “הקוטב המגנטי הצפוני” מתאר את המקום, לא את סוג הקוטב.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
היפוכים
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
היום המצפן שמעל הרכס מצביע צפונה. מחזירים את הזמן ל־ $1.4$ ⁠ מיליון שנה לפני היום. לאן יצביע המצפן?

התשובה הנכונה
- נכונה דרומה: השדה היה הפוך
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היום
קצב ההתפשטות
5 cm בשנה
הצגת התיעוד המגנטי
כבוי
האפשרויות
- נכונה דרומה: השדה היה הפוך
- שגויה צפונה, כמו היום
  טעות נפוצה: Thinks the Earth's magnetic field has always pointed the way it does today.
  משוב מהקטלוג
  השדה מתהפך: לאורך מיליוני שנים הקוטב המגנטי הצפוני והדרומי מתחלפים, בממוצע כמה פעמים במיליון שנה, ובלי סדר קבוע. ההיפוך האחרון היה לפני כ־ $773{,}000$ ⁠ שנה. יודעים את זה מסלעים, שכל אחד מהם “הקפיא” את כיוון השדה ברגע שהתקרר.
- שגויה לשום כיוון, כי לא היה שדה
  משוב
  השדה נחלש מאוד רק לכמה אלפי שנים, בזמן ההיפוך עצמו. בין היפוכים הוא חזק כמו היום.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
זמן
1.4 מיליון שנה לפני היום
ואז הסצנה מראה: -1 · The field at `time`: 1 normal, as today, −1 reversed/nodes/earth/outputs/polarity
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
דרומה. השדה התהפך עשרות פעמים בעשרה מיליון השנים האחרונות.

פתרון מלא
1. לפני $1.4$ ⁠ מיליון שנה כדור הארץ היה בתקופה של שדה הפוך, מטויאמה, שנמשכה מלפני כ־ $2.6$ ⁠ מיליון שנה ועד לפני כ־ $773{,}000$ ⁠ שנה.
2. בשדה הפוך הקטבים המגנטיים מתחלפים, והקצה הצפוני של המחט מצביע דרומה.
הקריאה $-1$ ⁠ פירושה שדה הפוך, ו־ $1$ ⁠ שדה כמו היום. בזמן היפוך הדינמו נחלש, השדה מסתבך, ובתוך כמה אלפי שנים חוזר בכיוון ההפוך.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
פסים בקרקעית הים
תרגול · חשבו
השאלה
קצב ההתפשטות נעול על 5 cm בשנה, והזמן על היום. הצגת התיעוד המגנטי מראה את הפסים המגנטיים בקרקעית. ההיפוך האחרון היה לפני $773{,}000$ ⁠ שנה. כמה רחוק מהרכס, בכל צד, מגיע הפס האמצעי?

התשובה הנכונה
19.33 km ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היוםקבוע
קצב ההתפשטות
5 cm בשנהקבוע
הצגת התיעוד המגנטי
פועל
מתקבלת בטווח
± 3%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Distance from the ridge to the edge of the stripe on it, each side, at half the spreading rate/nodes/earth/outputs/stripeHalfWidth
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 38.65 km ± 3%
  טעות נפוצה: Uses the full spreading rate for one side of a ridge, instead of half of it.
  משוב מהקטלוג
  קצב ההתפשטות הוא הקצב שבו שני הלוחות מתרחקים זה מזה. כל לוח זז רק בחצי ממנו, הרחק מהרכס. לכן קרקעית בגיל $t$ ⁠ נמצאת $\tfrac12 v t$ ⁠ מהרכס, בכל צד. ברכס שמתפשט ב־5 cm בשנה, כל צד זז רק 2.5 cm בשנה.
משוב לתשובה נכונה
כ־19.3 km בכל צד: חצי מהקצב, כפול הזמן מאז ההיפוך.

רמז
כל צד של הרכס זז בחצי מקצב ההתפשטות.

פתרון מלא
1. כל לוח זז הרחק מהרכס בחצי מהקצב: 2.5 cm בשנה, כלומר 25 km בכל מיליון שנה.
2. הקרקעית שהתקררה מאז ההיפוך האחרון, לפני $0.773$ ⁠ מיליון שנה, הגיעה ל־ $0.773 \cdot 25 \approx 19.3\ \mathrm{km}$ ⁠ מהרכס.
3. לכן הפס האמצעי, בשדה של היום, רחב כ־39 km: כ־19.3 km בכל צד.
מי שקיבל כ־39 km לכל צד השתמש בקצב המלא לצד אחד.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
רכס מהיר
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
ברכס מהיר באוקיינוס השקט הפס האמצעי מגיע לכ־50 km מהרכס בכל צד. שנו את קצב ההתפשטות עד שהפס בסצנה יגיע ל־50 km בכל צד, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 50 km ± 2%
  בתחילת השלב: 19.33 km
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היוםקבוע
קצב ההתפשטות
5 cm בשנה
הצגת התיעוד המגנטי
פועל
נקרא מהסצנה בנקודה
Distance from the ridge to the edge of the stripe on it, each side, at half the spreading rate/nodes/earth/outputs/stripeHalfWidth
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
קצב ההתפשטות
13 cm בשנה
משוב לתשובה נכונה
כ־13 cm בשנה, פי חמישה מהאטלנטי, ולכן הפסים שם רחבים פי חמישה.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. אם הפס צר מדי, הגבירו את הקצב; אם רחב מדי, הורידו אותו.

רמז
כל צד זז חצי מהקצב: $50\ \mathrm{km} = \tfrac12 v \cdot 0.773$ ⁠ מיליון שנה.

פתרון מלא
1. $\tfrac12 v \cdot 0.773\ \mathrm{Myr} = 50\ \mathrm{km}$ ⁠, ולכן $\tfrac12 v \approx 64.7\ \mathrm{km}$ ⁠ למיליון שנה, כלומר כ־6.5 cm בשנה לכל צד.
2. הקצב המלא: $v \approx 13\ \mathrm{cm}$ ⁠ בשנה.
זה קרוב לקצב של רכס מזרח האוקיינוס השקט, המהיר ביותר על כדור הארץ. ככל שהרכס מהיר יותר, הפסים רחבים יותר: מהרוחב שלהם, ומהגיל הידוע של ההיפוכים, מודדים את הקצב.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
למדוד התפשטות
תרגול · חשבו
השאלה
ספינה מושכת מגנטומטר מעל הרכס המרכז־אטלנטי ומוצאת שהפס האמצעי מגיע ל־9.7 km מהרכס בכל צד. ההיפוך האחרון היה לפני $773{,}000$ ⁠ שנה. מה קצב ההתפשטות של הרכס, בסנטימטרים לשנה?

התשובה הנכונה
2.51 ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
זמן
0 מיליון שנה לפני היום
קצב ההתפשטות
5 cm בשנה
הצגת התיעוד המגנטי
פועל
מתקבלת בטווח
± 3%
ערך קבוע בשאלה
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 1.255 ± 3%
  טעות נפוצה: Uses the full spreading rate for one side of a ridge, instead of half of it.
  משוב מהקטלוג
  קצב ההתפשטות הוא הקצב שבו שני הלוחות מתרחקים זה מזה. כל לוח זז רק בחצי ממנו, הרחק מהרכס. לכן קרקעית בגיל $t$ ⁠ נמצאת $\tfrac12 v t$ ⁠ מהרכס, בכל צד. ברכס שמתפשט ב־5 cm בשנה, כל צד זז רק 2.5 cm בשנה.
משוב לתשובה נכונה
כ־2.5 cm בשנה, הקצב של הרכס המרכז־אטלנטי, ממש כמו בהגדרה מרכז־אטלנטי בסצנה.

רמז
מצאו קודם כמה זז צד אחד בשנה, ואז זכרו שהרכס נפתח משני הצדדים.

פתרון מלא
1. צד אחד: $\dfrac{9.7\ \mathrm{km}}{773{,}000\ \mathrm{yr}} = \dfrac{9.7 \times 10^5\ \mathrm{cm}}{7.73 \times 10^5\ \mathrm{yr}} \approx 1.25\ \mathrm{cm/yr}$ ⁠.
2. שני הצדדים מתרחקים, ולכן קצב ההתפשטות כפול: $v \approx 2.5\ \mathrm{cm/yr}$ ⁠.
כך, ב־1963, הבינו פרד וויין ודראמונד מתיוז את הפסים: קרקעית שנוצרת ברכס, מתקררת ונושאת את כיוון השדה הלאה. זו הייתה אחת ההוכחות החזקות לטקטוניקת הלוחות. מי שענה $1.25$ ⁠ מצא את הקצב של צד אחד בלבד.

בכל היחידה · 17 טעויות נפוצות

קטלוג הטעויות הנפוצות

כל טעות נפוצה שהיחידה מזהה, בכמה מילים. פתחו טעות כדי לראות מה הלומדים קוראים כשהתשובה מתאימה לה, ואיפה היא נשאלת.

תוכן העניינים

גלים סייסמיים

שני סוגי גלים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

זמני הגעה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

הפער גדל

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

כמה רחוק

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

לקרוא מרחק מהפער

השאלה

המטרה

הסצנה בשלב הזה

הגדרה אחת שמגיעה למטרה

רמז

פתרון מלא

שלוש תחנות

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

מה יש בתוך כדור הארץ

הצל של גלי S

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

ליבה נוזלית

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

השפה של הצל

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

הצל של גלי P

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

הליבה הפנימית

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

פתרון מלא

טקטוניקת הלוחות

לוחות בתנועה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות