地球科学概论第11章重力、地磁核幔作用.pptVIP

64第十一章重力、地磁核幔作用一、重力—引力和离心力的合力二、地磁场三、地幔运动、地幔羽重力：地球自转引起的离心力和地球引力的合力地球周围受重力影响的空间称重力场。重力场的强度用重力加速度来衡量，并简称为重力(单位为伽或毫伽：1Gal=1cm/s2=103mGal)。在国际单位制(SI)中，为m/s2，即“g.u.”；1mGa1=10-5g.u.），为了纪念世界上第一位测定重力加速度的物理学家伽利略而命名的。地球表面各点的重力值因引力与离心力的不同呈现一定的规律性变化。重力值具有随纬度增高而增加的规律。赤道处重力值为978.0318Gal；两极为983.2177Gal,两极比赤道增加5.1859Gal重力大小主要受所在深度以下的质量影响：地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地下2885km的核幔界面，重力大体上是随深度增加而略有增加。在核幔界面上，重力值达到极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力值逐渐减少，直至变小为零。在地球表面：重力要受到地势高低的影响，在珠穆朗玛峰顶，到地心的距离比华北平原要多8000多米。引力自然要小一点。重力的大小还受到离心力的影响：在赤道上，离心力最大；向两极去，随纬度的升高而减少，南北极上的离心力等于零，同一物体的重量，赤道上比在两极要轻1/290(地球赤道部分凸出，就是因为离心力的作用)。离心力的大小，还会因地球自转速度的加快或减慢而增减。其影响相对于引力来说，是微弱的，在地面上，离心力变化的最大值，不超过引力的1/300，重力的方向仍大体是指向地心。现已计算出地表不同纬度上的理论重力值，如赤道重力值一般为978.03伽(离心力可达3.4伽)，两极为983.22伽，两者相差5.19伽。二）重力异常与均衡大地水准面由平均海平面所构成并延伸通过陆地的封闭曲面重力异常实际测得的重力值与理论重力值之间的差值。高空测量时，实测重力值就比理论重力值越小。因此实测的结果需要校正，换算成为海平面上的数据。这种校正就称为自由空气校正或高度校正。校正后的重力异常称为自由空气重力异常。理论g?=978.0327(1+0.0053024Sin2?-0.0000059Sin22?)陆地上测量时，测点与海平面之间并非空气，而是岩石。考虑了测点高度及其与大地水准面之间岩石密度的影响而进行的校正，称为布格校正。经布格校正后的重力异常称为布格重力异常从地下某一深度算起，相同截面积所承载的表面岩石柱体的总质量应趋于相等，这一概念就称为重力均衡。从重力均衡的角度对布格异常进一步进行校正，即均衡校正。通过均衡校正就得到均衡重力异常。如果均衡异常值很小，表明该处地壳基本上处于均衡状态。正均衡异常是指山脉下部较轻岩石的增多对地表山脉隆起的质量补偿不足，存在着质量亏损，也即莫霍面在山下凹陷得还不够，还不足以补偿山脉的隆起，这也就意味着山脉正在隆升、并将进一步隆升。负均衡异常是指莫霍面凹陷过深，浅部岩石过多地补偿了地形的隆起，这意味着该区正在下沉，并将继续下沉。三）重力在地球演化中的作用重力对地球各圈层的形成与演化，主要起到了趋向平衡与稳定的作用，但同时又会在趋向均衡的过程中造成一些圈层间或圈层内部的相互作用。当地球表面物质发生显著增加（如大量水体、冰盖、沉积物覆盖地表或板块汇聚等）或亏损（如火山爆发、陨石撞击引起爆炸、表层水体或冰盖或沉积物消失、板块离散扩张等）时，均衡补偿作用必定会使地球内部物质发生重新调整，造成地表地形的变化。一）地磁场特征地磁场：地球周围存在的磁场或地磁力线分布的空间两个磁极：S极位于地理北极附近，N极位于地理南极附近，不重合，磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5?。长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。1961年磁北极在74?54?N，101?W，1975年漂移在76?06?N，100?W,1980年在78.2?N、102.9?W地磁场三要素:磁场强度（F）、磁偏角（D）和磁倾角（I）。磁感应强度：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。一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60?T（微特拉斯））；在磁赤道附近最小（约为30?T）。地球磁场强度以每100年约减5%。某一地点磁力大小的绝对值，用磁场强度来表示。磁偏角（D）是磁力线在水平面上的投影（磁子午线）与地理正北方向（地理子午线）之间形成的夹角，即：磁子午线与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。我国东部地区磁偏为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏；磁偏角在几十至几百年内大致沿纬度方向向西偏