15地球内部的物理性质概述.ppt

W W W . W A T S O N W Y A T T . C O M 第十五讲 地球内部的物理性质 地球磁场是怎样的？ 地球磁场的成因？ 古地磁的变向？ 地球内部密度、重力、压力和温度的变化规律？ 地面重力的变化规律？ 磁极 磁轴 磁场 1. 地球的磁性 1.1 地磁和地磁要素 P177 表征磁场特征的要素 地球磁场强度的方向对于水平面的俯角 地球磁场强度水平分量的方向，即在地理子午线与地磁子午线之间，总存在一个偏角，叫磁偏角 P177-178 磁倾角？ 磁偏角？ P178, Fig.6-19 磁场强度？ 1.2 地磁要素的分布 偶极磁场地磁要素的分布情况？ 地磁南北两极互为对蹠点； 地磁赤道是距地磁南北两极各为 90o 的大圆； 地磁强度和地磁倾角，都随地磁纬度的增高而增大。 P178 由于非偶极磁场的存在，地球磁场实际上是一个倾斜偏心偶极磁场。 磁北极与磁南极在经纬度上并不对应 1975 年的观测，磁北极位于76°06′N，100°W（在加拿大北部巴瑟斯特岛附近），南磁极位于65°48′S，139°24′E（在南极地区）。 P179 1.3 地磁要素的变化 长期变化，来源于地球内部的物质运动 短期变化，来源于电离层及太阳活动的影响 ①平静变化：包括太阳日变化、太阴日变化和季节变化 ②干扰变化：区域性、全球性，磁暴 P179-180 1.4 地球磁层和辐射带 地球磁层 ——地球磁场在太阳风中“挖”出一个口袋形的空洞，叫做地球磁层 辐射带： 范艾伦辐射带 P180 P181, Fig6-22 P181, Fig6-22 P181, Fig6-22 1.5 地球磁场的成因？ (3) 发电机学说 (1) 永磁体学说 (2) 内部电流学说 最早提出，认为地球内部存在巨大的永磁体，产生地球磁场，后来认识到地球内部温度很高，不可能存在永磁体。 认为地球内部存在巨大电流，形成巨大电磁体产生地球磁场，但未观测到这种巨大电流，且巨大电流会很快衰减，不会长期存在。 (1946－1947)，认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流，由这电流产生地球磁场。 …… P181 P181 古地磁的变向 应用： 地质年代测定 古地磁变向的原因？ 非偶极型磁场变化学说(1964) 偶极型磁场变化学说(1971) 双偶极型磁场学说(1975) 银河星系旋臂干扰学说(1974) 地外天体撞击学说(1987) …… 2.1 地球的质量和平均密度 2. 地球的质量和密度 P182 圈层 上限深度（km) 上限密度(g/cm3) 下限深度（km） 下限密度(g/cm3) 地壳 0 15 2.83 地幔 15 3.31 2 878 5.62 外核 2 878 9.89 5 161 12.70 内核 5 161 12.70 6 371 13.00 2.2地球内部的密度 P184, table 3. 地球的重力和压力 重力 ——地球引力和自转惯性离心力的合力。 P184 3.1 地面重力及其纬度分布 地面重力因纬度而不同，为什么？ 地面上的引力两极最大、赤道最小。 地面上的惯性离心力两极最小、赤道最大。 地面上的引力和自转的惯性离心力，都因纬度而不同。 如何不同法？ 重力随纬度增高而增大。 P184 3.2 地球内部的重力 地面以上， 重力随高度减小 地面以下， 重力因深度而变化 F=GMm/r2 如何变化？ P186 P185-186 P186, Fig.6-27 3.3 地球内部的压力 来源—— 岩层的压力（重力） P186 地内压力变化规律 从地面到地心，地球内部的压力一直随深度的增加而增大。 压力增大的速度因深度而不同。如何不同法？P186 同一深度压力的大小相同 （表层除外，因地球表面存在海洋和陆地的差异） P187, Fig.6-28 4. 地球内部的温度和热源 P187 4.1 地球内部的温度 地温梯度：地内温度随深度而增加的速度 地内温度随深度增加而升高，地心是全球最高温度所在； 温度随深度升高的速度，却随深度的增加而降低。 P188, Fig.6-29 4.2 地球内部的热源和温度的演变 地面热能来源：太阳 + 地球内部 地球内部热源 地内物质因受到压缩增温而放出热量； 地内物质分异成地壳、地幔和地核过程中，重物质下沉轻物质上升，因降低重力位能而产生大量热能； 地球自转速度减慢过程中所消耗的动能一部分转化为热能。 地内放射性物质衰变放出热能； P188-189 The End 关于在几十亿年的地球演化过程中的地球磁场变化情况是得自各个地质时期的大陆岩石和海洋岩石的磁性的观测研究。经过长期对地球上各个大陆和各个海洋的不同地质时期的强磁性岩石磁性的观测研究，即对岩石形成时的磁性保留到现在观测时的剩余磁性的观测研究，主要表明这些古岩石的剩