固体地球物理学概论复习重点答案.doc

《固体地球物理学概论》 第一章：引言 地球物理学的定义。 解： 地球物理学是以地球为研究对象,研究地球的各种物理现象，以及这些现象与地球运动、地球各层圈结构构造、地球物质的分布及迁移的关系的学科。(Geophysics) 地球物理学最早是物理学的一个分支。广义上说，地球物理研究的领域涉及天体物理学、地质构造物理学、大地测量学、海洋物理学、气象学、大气物理学、空间物理学等。狭义上说，地球物理学指的是固体地球物理学，即以研究地球的各种物理特征与与地球运动、地球内部结构构造、地球内部物质成分及其分布等关系的学科。 地球物理学是地球科学的重要组成部分，地球物理学、地质学和地球化学被称为地球科学的三大支柱。 地球物理学组成及研究内容。 解： 组成包括：理论地球物理、应用地球物理 A. 理论地球物理学着眼于基础理论方面的研究，研究的主要内容有： （1）研究地球形状与重力分布的重力学； （2）研究地震及弹性波在地球内部传播规律的地震学； （3）研究地球磁现象的地磁学； （4）研究地球电性质的地电学； （5）研究地球内部热过程和热状态的地热学； （6）深部探测和地球动力学等。 B. 应用地球物理学是解决勘察石油、金属、非金属矿或其它地质问题的。 地球物理学的基本特点。 解： 1、入地的窗口： 根据地面或空中的资料和信息，了解地球深部情况； 2、地球物理方法反演的多解性： 正演问题、反演问题、精度问题 3、地球物理方法的间接性问题 4、建模与简化： 就是以数学公式或数值形式表征地球某种性质或规律，它是对复杂研究客体的合理抽象和简化，从而更能反映客体的内在本质。 5、地球物理学初值和边值的约束作用： 现在的地球为地球演化提供了一个作为初值（终值）的时间条件，而地面观测又为地球内部的物理过程提供了一个边界条件。 6、对地球物理学结论的可靠性估计 （1）可靠性高的：牛顿万有引力定律，球谐分析理论、地球形状、地球自转周期； （2）可靠性较高：GPS、地球的速度分层结构； （3）可靠性具中的：地球的年龄、地球的分层结构 （4）可靠性差的：大陆漂移和板块构造、地球内部的温度分布、地震预报； （5）可靠性最差的：地幔对流假说、地球起源假说、地磁场起源假说 地球物理学主要应用于哪些领域（不少于3个）？ 答：研究地球的内部结构、区域和深部地质构造、寻找矿产能源、解决工程与水文地质中的问题、用于军事与考古等。 第二章：地球的起源 戴文赛新星云假说的要点。 解： 行星的形成要经过“原始星云→星云盘→尘层→星子→行星”这样几个步骤。 （1）原始星云的形成： 原始星云是由一块星际云块塌缩并瓦解而成的。根据维里定理，星际云质量比太阳现质量大三个数量级，它才会塌缩。 （2）星云盘的形成： 原始星云盘继续塌缩，半径逐渐减小，因角动量守恒，造成自转速度增大。赤道面上的外边缘物质，当其惯性离心力与中心部分引力相抗衡时，便停下来，形式星云盘。 （3）尘层的形成： 云盘中尘粒跟气体一起绕太阳转动，同时彼此发生碰撞，结合成颗粒，并向赤道沉降，逐渐形成尘层。 （4）星子的形成： 当尘层的密度足够大时，会导致引力不稳定性，使尘层瓦解为许多物质团。当物质团的密度超过罗奇密度时，就可以自吸引塌缩，聚集成固体－星子。 (5) 行星（胎）的形成： 初始星子绕太阳作开普勒运动外，还有随机运动。其轨道杂乱、频繁碰撞，发生结合成为更大星子或者碎裂为更小星子。大星子引力较强，更有效地吸积周围的物质和小星子迅速成长成为行星胎。 罗奇密度的用途和计算。 解： 罗奇密度用于对星云盘的的温度、厚度和密度做出估计。 ρ＞ρ0＝4（M／a3） 。式中ρ0称为罗奇密度，上式称为聚集条件。 如果ρρ0则天体分裂。 地球早期演化中的圈层分化过程。 解： （1）地核和地幔的形成： 原始地球是一个均匀的球体，由于放射性元素衰变产生热能，地球内部的温度就逐渐增高，当地内温度足够高的时候，铁和镍就熔化并流向地内深处，而固态的硅酸物质浮到地球上部。从而地球就分化成地核和地幔。 (2) 原始地壳的形成和陆壳、洋壳分化：在地核和地幔形成后，那时的地球表层是熔融的。40—46亿年前，表层开始冷却分异，形成全球性的原始地壳，即大陆地壳。30—40亿年前，地球受到星子撞击，在受撞击的集中区域下，造成地幔熔化，并发生玄武岩喷发，排出大量岩浆和气体，从而改变原始地壳的成分，形成原始大洋地壳。 (3) 海洋和大气的形成：地球大气经历了原生大气、还原大气和氧化大气三个阶段:A、地球在形成过程中俘获星云中的气体，形成地球的原始大气层。B、放射性元素的衰变使地球物质融化，加速还原气体从地球内部溢出，形成还原大气。C、由于地球内部的地幔分异作用，排出的气体逐渐氧化；太阳辐射使地球大气中的水分解、绿色植物的光合作用都