6地球的结构和物理性质

1、第六章 地球的结构和物理性质,地球的形状和大小 地球是一个球体 地球是一个扁球体 地球是一个不规则的扁球体 地球的结构 地球的圈层结构 地球的表面结构,第1节 地球的形状和大小,地球的形状指理论上的表面形状（全球静止海面或大地水准面）,登高望远，月食，海上的船，麦哲伦 地球曲面率大致相同，每度111km 地球引力作用形成的。,一、地球是一个球体,二、地球是一个扁球体 钟摆在赤道附近变慢，重力自两极相赤道减小 地球自转与地球形状 直接造成地球扁球体的是自转的惯性离心力 它的水平分量指向赤道，使赤道隆起；垂直分量在很小程度抵消一部分重力,地理纬度和地心纬度 地理纬度是地面法线同赤道面的交角 强调弧

2、的度数 地心纬度是地球半径同赤道面的交角 强调弧所张的球心角 地理纬度地心纬度 因为经线曲率自赤道向两极递减,三、地球是一个不规则的扁球体,十分迫近大地水准面形状的扁球体； 以大地水准面对于参考扁球体的偏离大小来表示前者形状。 梨形 地球内部物质不均匀。,第2节 地球的结构,一、地球的圈层结构 地球的外部结构 岩石圈、水圈、大气圈、生物圈 地震波与地球内部结构 体波：纵波（P波）、横波（S波） 面波,地球的内部结构 四个圈层 地壳 莫霍洛维奇界面（莫霍面），地面以下2030km，P波、S波波速急剧上升，硅酸盐 地幔 古登堡界面，2900km，P波速度急剧下降，S波停滞不前，橄榄岩、镁铁质 外核

3、 莱曼界面，5100km，P波又急剧加速，S波重新出现，液态 内核 固态，铁镍,二、地球的表面结构 地球表面的海陆分布 水半球与陆半球 陆地 大陆：七大洲 岛屿：大陆岛、火山岛、珊瑚岛,大陆轮廓特征 北宽南窄，呈倒三角形 较大的岛屿群大多位于大陆东岸 大陆东岸有系列岛弧分布 大洋两岸轮廓相似，一个大陆的凸出部分正好是另一个大陆的凹进部分 大陆的东西边缘多隆起的高山，中部有低陷的平原 大陆漂移学说、板块碰撞学说,世 界 地 图,东 非 大 裂 谷,海洋 海：地中海、内海和边缘海 洋：太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋 大洋海底地形特征 在大洋边缘，有一个坡度和深度都不大的海陆间的过渡地带大陆架。 在

4、大陆向深海的一方，有一个深度不大而坡度特大的地带大陆坡。 大陆架和大陆坡之外是海盆，是海洋的主体部分。海盆里有海岭、海沟和洋中脊。,一、发现地磁场,（一）地磁场及其发现 地磁场：地球周围存在的磁场。磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。,第3讲地球的磁场与地热,地磁场三要素: 磁场强度、磁偏角和磁倾角。 磁感应强度为某地点的磁力大小的绝对值，它是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量。 某一地点磁力大小的绝对值，用磁场强度来表示。,磁偏角是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即，磁子午线与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小

5、各处都不相同。我国东部地区磁偏较为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。,磁倾角是指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0逐渐变为+90；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0变成-90。,地磁倾角,二、地磁场起源 根据各地观察值分析证明，产生地磁场的原因主要来自地球内部(占全部场强的94)，地球以外因素的影响较小，其余则可能是地壳中的磁性矿物引起的。地核铁镍物质？,三、地磁场的变化及磁异常 实际观测发现，地磁场是有变化的：空间变化和时间变化 1.空间变化 自1922年至1972年的50年间，磁北极在纬度上

6、移动了20，磁南极则移动了4025。随着磁极的移动，各地地磁要素也相应发生变化，所以国际组织规定，每5年就要重编世界地磁图一次。 地磁场的变化,一般认为与磁轴的变动有关，磁轴的变动是地内物质运动引起的。,2.时间变化 1670年以来已降低15%，4000年后可减为0。有日变化、年变化，长期性变化和突然性变化。 日变化的磁偏角变化幅度为几分，磁场强度变化以中午时最弱； 年变化可能与电离层及太阳活动的变化有关； 长期性变化在2000年前的古地磁场强度约为现代的1.5倍，此后磁场强度以每100年5%的比率单调地减小； 突然性的变化表现为几天或几小时内磁场强度的大幅度变化，这种突然性变化称为磁暴，它与

7、太阳黑子、空间电流等现象有联系。,通过设在各地的地磁台所测的地磁要素数据，经校正并消除了地磁的短期和局部变化等的影响，便得到地磁场的“正常值”或称背景值 磁异常：一个地点的磁异常可以首先通过对实测磁场强度进行变化磁场的校正，然后再减去基本磁场的正常值来求得。如所得值为正值称正异常，为负值称负异常。,地磁异常的物理原因：是地壳中具磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场叠加在正常磁场上的表现。 自然界有些矿物具极强的磁性(如磁铁矿，钛铁矿、磁黄铁矿等)，有些矿物则无磁性或只具有极弱的磁性(如石英、石膏、石油及金、银、铅等金属元素的矿物)。岩石中岩浆岩的磁性一般较强，沉积岩的磁性多较弱。利用岩石和矿物的磁

8、性，来寻找具磁性的矿床和了解地下地质构造情况是地球物理勘测的有效方法之一。,四、古地磁 古地磁是指地质历史时期的地磁场。 剩余磁性： 岩石在其形成过程中因受古地磁场的影响而获得磁性，这种磁性与古磁场方向是协调的，这些受磁化的岩石在磁场发生改变后，仍可将原来磁化的性质部分地保留下来，形成所谓“剩余磁性”。,地磁极的倒转 在测定岩石的剩余磁场时，发现相当一批岩石的磁化方向与现在的地磁场方向相反，于是就认为地磁场发生了180的改变，原来的磁北极转变为磁南极，磁南极则变成了磁北极。 这种现象被称为地磁极翻转或地磁场翻转。 事实证明，在地球历史上确实发生过这种变化，而且还一再地发生。,地磁倒转,玄武岩中记录的古地磁变化,现代磁场方向 正向期 反向期 正向期,地球磁场倒转的物理原因：还没有定论。推测可能与液态核包裹的内核同地幔圈及岩石圈之间的相对运动有关。最近中国和英国的科学家测量通过内核传到阿拉斯加的地震波在30多年间的变化，发现地球内核的旋转速度比地球本身快，每300-400年就比地球多转一圈。,五、地热,1、地热的一般特征 地热：所谓地热是指地球内部的热能而言。 地热增温率：通常把每向下加深l00m所升高的温度，称为地热增温率或地温梯度，地球的平均地温梯度为3。 估计在地下30km的深度(地壳底部)地温大约为400-1000，在100km的深度约为1300，在300km深度约