地心资料
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§10.4 地心地固坐标系地心地固空间直角坐标系的定义是:原点O与地球质心重合,Z 轴指向地球北极,X 轴指向格林尼治平均子午面与赤道的交点,Y 轴垂直于XOZ 平面构成右手坐标系。
地心地固大地坐标系的定义是:地球椭球的中心与地球质心重合,椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合,椭球短轴与地球自转轴重合(过地球质心并指向北极),大地纬度,大地经度,大地高。
如图地球北极是地心地固坐标系的基准指向点,地球北极的变动将引起坐标轴方向的变化。
10.4.1 极移与国际协议原点地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的, 地极点在地球表面上的位置是随时间而变化的, 这种现象称为地极移动, 简称极移。
某一观测瞬间地球北极所在的位置称为瞬时极, 某段时间内地极的平均位置称为平极。
为了描述地极的移动规律, 可取某一平极为原点O,在与过该点且与地球表面相切的平面上建立一平面直角坐标系O-xy,x 轴指向格林尼治平均天文台,y 轴指向格林尼治零度子午面以西900的子午面方向,这样任一瞬时极可表示为(x t,y t)1900~1905 年平均历元1903.0,另外国际极移服务(IPMS)和国际时间局(BIH) 等机构分别用不同的方法得到地极原点,因而有不同的CI0,属于BIH 的CIO 有BIH1968.0,BIH 1979.0,BIH1984.0等。
与CIO 相应的地球赤道面称为平赤道面或协议赤道面。
以协议地极CIP(Conventional Terrestrial Pole) 为指向点的地球坐标系称为协议地球坐标系CTS(Conventional Terrestrial System), 而以瞬时极为指向点的地球坐标系称为瞬时地球坐标系。
在大地测量中采用的地心地固坐标系大多采用协议地极原点CIO 为指向点, 因而也是协议地球坐标系, 一般情况下协议地球坐标系和地心地固坐标系代表相同的含义。
建立地心坐标系的方法可分为直接法和间接法。
人类认识地球运动的历史资料简短人类对地球运动的认识可以追溯到古代文明时期。
古代人类观察到太阳每天从东方升起,到西方落下,同时月亮、星星也有相似的运动规律,这些观察让人们开始思考地球和其他天体的运动方式。
古希腊哲学家泰勒斯(Thales)是最早提出地球是圆球形状并自转的人之一。
他观察到不同地方的星星在同一时间点处于不同高度,得出结论地球是圆球形状。
而后的古希腊天文学家爱拉托逊尼(Eratosthenes)通过测量不同地点的太阳光角度,计算出地球的周长。
这些早期的观察和推测,为后来人类对地球运动的认识奠定了基础。
古希腊天文学家托勒密(Ptolemy)提出了著名的地心说。
他认为地球是宇宙的中心,太阳、月亮和其他星球绕着地球运动。
这一学说在欧洲持续了很长时间,直到哥白尼(Copernicus)在16世纪提出了日心说。
哥白尼是地球运动认识史上的重要人物。
他观察到行星、太阳和月亮的运动,得出结论认为地球是绕太阳运动的。
哥白尼的理论在当时引起了很大争议,但最终被接受并成为现代天文学的基础。
伽利略(Galileo)是另一位对地球运动有重要贡献的科学家。
他通过望远镜观察到了月亮表面的山脉和火星的卫星,这些观察结果进一步证实了哥白尼的日心说。
伽利略还观察到了地球自转引起的物体落体偏转现象,这进一步支持了地球自转的理论。
牛顿(Newton)在17世纪提出了万有引力定律,进一步解释了地球运动的原理。
他的理论揭示了地球绕太阳的椭圆轨道运动,并解释了为什么地球和其他天体会相互吸引。
随着科学技术的进步,人类对地球运动的认识不断深化。
现代天文学通过卫星观测、太空探测等手段,进一步研究地球的自转、公转以及相对于其他天体的运动。
总结起来,人类对地球运动的认识经历了从最早的观察和推测,到后来的理论提出和实验证实的过程。
众多科学家的贡献为我们揭示了地球运动的奥秘,让我们对宇宙和我们所处的位置有了更深入的了解。
通过不断的研究和观察,我们相信地球运动的认识还将不断进步和完善,为人类带来更多的科学发现和启示。
关于地球的资料简介1. 地球的概述地球是太阳系中离太阳第三近的行星,也是人类赖以生存的家园。
它是一个蓝色的行星,表面被大约70%的水覆盖着,因此被称为“蓝色星球”。
地球的直径约为12,742公里,质量大约为5.97×10^24千克。
它自西向东自转一周需要大约24小时,绕太阳公转一周需要365.24天。
2. 地球的结构地球可以分为五个主要层次:内核、外核、下地幔、上地幔和地壳。
•内核:位于地心,由固态铁和镍组成,直径约为1,220公里。
•外核:包裹在内核外部,主要由液态铁和镍组成,厚度约为2,250公里。
•下地幔:位于外核之上,主要由硅、镁、铁和氧等元素组成,在厚度达到2,900公里时与上地幔相接。
•上地幔:从下地幔到岩石圈底部之间的区域,厚度约为650公里。
•地壳:最外层的岩石层,包围着地球,厚度约为5-70公里。
3. 地球的大气层地球的大气层是由气体组成的薄薄的包围地球的层次结构。
它主要由以下几个层次组成:•对流层:最接近地表的部分,高度约为10-15公里。
大部分天气现象发生在这一层。
•平流层:位于对流层之上,高度约为50公里。
这一层中温度随着高度升高而增加。
•臭氧层:位于平流层之上,高度约为50-80公里。
臭氧分子能够吸收紫外线辐射,起到保护地球生物免受紫外线伤害的作用。
•热圈:位于臭氧层之上,高度约为500公里。
该区域中含有稀薄的大气分子。
4. 地球的水资源地球是唯一一个已知存在液态水的行星。
水覆盖了地球表面约70%,其中97%是咸水,只有3%是淡水。
•海洋:占据了地球表面积的71%,是最大的水资源储备。
海洋中的盐度约为3.5%。
•冰川和冰盖:包括南极洲和格陵兰岛上的巨大冰盖,以及高山上的积雪和冰川。
它们是地球上最大的淡水储备。
•地下水:埋藏在地下岩层中的水资源,是人类生活和灌溉用水的重要来源。
•湖泊和河流:地球表面上分布着许多湖泊和河流,提供了人类饮用水、农业灌溉和发电等方面所需的淡水资源。
1.垂线偏差:地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
2.参考椭球:具有确定参数(长半径a和扁率α),经过局部定位和定向,同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球,叫参考椭球。
3.大地线:椭球面上两点间的最短程曲线叫做大地线。
4.力高:水准面在纬度45度处的正常高。
5.大地主题解算:已知某些大地元素推求另一些大地元素的计算工作叫大地主题解算。
6.大地主题正算:已知P1点的大地坐标(L1,B1),P1至P2的大地线长S及其大地方位角,计算P2点的大地坐标(L2,B2)和大地线S在P2点的反方位角A21,这类问题叫做大地主题正算。
7.大地基准:是指能够最佳拟合地球形状的地球椭球的参数及椭球定位和定向8.高斯投影:横轴椭圆柱等角投影(假象有一个椭圆柱横套在地球椭球体外,并与某一条子午线相切,椭球柱的中心轴通过椭球体中心,然后用一定投影方法,将中央子午线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱上,再将此柱面展开成投影面)。
9.大地测量学:是指在一定的时间与空间参考系中,测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化,为人类活动提供关于地球的空间信息的一门科学。
10.理论闭合差:由水准面不平行而引起的水准环线闭合差,称为理论闭合差。
11.地心坐标系:地心坐标系是在大地体内建立的O-XYZ坐标系。
原点O设在大地体的质量中心,用相互垂直的X,Y,Z三个轴来表示,X轴与首子午面与赤道面的交线重合,向东为正。
Z轴与地球旋转轴重合,向北为正。
Y 轴与XOZ平面垂直构成右手系。
12.高斯投影正、反算公式进行换带计算的步骤。
这种方法的实质是把椭球面上的大地坐标作为过度坐标。
首先把某投影带内有关点的平面坐标(x,y)1利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标(B,l),进而得到L=L0+l,然后再由大地坐标(B,l),利用投影正算公式换算成相邻带的平面坐标(x,y)2在计算时,要根据第2带的中央子午线来计算经差l,亦即此时l=L-L0。
地球内部结构的相关知识
地球的内部结构为一同心状圈层构造,由地心至地表依次分化为地核(core)、地幔(mantle)、地壳(crust)。
地球地核、地幔和地壳的分界面,主要依据地震波传播速度的急剧变化推测确定。
地球是由地核俘获熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体开始的。
在距今46亿年前,由铁镍物质组成的地核俘获熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体,在地核外形成高温熔融物质巨厚层。
地核与高温熔融物质间形成内过渡层。
地球外表温度降低,熔融物质凝固,形成外壳。
外壳与高温熔融物质间形成外过渡层。
在地球的中间形成液态层。
地球上水的总量约占地球质量的万分之二。
如果将水铺在平坦的地球表面,可形成一个水深2700多米的海洋。
地球破碎后,由于温度降低,许多动植物将被冻在冰里,漂浮在宇宙中。
参心坐标系与地心坐标系的区别参心坐标系是以参考椭球的集合中心为原点的大地坐标,通常分为:参考空间直角坐标系(以XYZ为其坐标元素)和参心大地坐标系(以BLH为其坐标元素)。
1,参心坐标系是在参考椭球内建立OXYZ坐标系。
原点O为参考椭球的几何中心,X轴与赤道面和瘦子无眠的交线重合,向东为正。
Z轴与旋转椭球的短轴重合,向北为正。
Y轴与XZ平面构成右手系2、参心意指参考椭球的中心。
在测量中,为了处理观测成果和测算控制网的坐标,通常选取以参考椭球面为基本参考面,选一参考点作为大地测量的起算点(大地原点),利用大地原点的天文观测量来确定参考椭球在地球内部的位置和方向。
参考大地坐标的应用十分广泛,他是经典大地测量的一种通用坐标系。
根据地图投影理论,参心大地坐标系可以通过高斯投影机算转化为平面直角坐标系,为地形测量和工程测量提供控制基础。
由于不同时期采用的地球椭球不同,或其定位与定向不同,在我国历史上出现的参心大地坐标系主要有BJZ54(原)、GDZ80和BJZ54等三种。
地心坐标系以地球质心为原点建立的空间直角坐标系,或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系。
以地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系,通常分为地心直角坐标系(以XYZ为其坐标元素)和地心大地坐标系(以BLH为其坐标元素)。
1,地心坐标系是在大地体系内建立的oxyz坐标系,向东为正。
Z轴与地球旋转轴重合,向北为正,Y轴与XZ平面构成右手系。
文案编辑词条B 添加义项?文案,原指放书的桌子,后来指在桌子上写字的人。
现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位,就是以文字来表现已经制定的创意策略。
文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法,它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程,多存在于广告公司,企业宣传,新闻策划等。
基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代,文案的称呼主要用在商业领域,其意义与中国古代所说的文案是有区别的。
概述地球结构可以由化学手段和力学的手段——例如流变学确定。
物理学上,地球可划分为岩石圈、软流层、地幔、外核和内核5层。
化学上,地球被划分为地壳、上地幔、下地幔、外核和内核。
地质学上对地球各层的划分[1],按照自地表的深度,分别是:深度(千米)层0–60 岩石圈(深度介于5千米至200千米之间)35–2890 地幔2890–5150 外核5150–6360 内核利用地震波获得地球的内部信息。
地球的各层可以由折射和反射的地震波的传播时间间接得知。
横波不能通过地核,在其他的层中速度也不同。
波速在不同层中间的变化遵守折射的斯涅尔定律。
高速地震波引起的反射则和光波在镜面上的反射类似。
[编辑] 地核主条目:地核地球的平均密度为5,515kg/m3。
由于地表物质的平均密度只有约3000 kg/m3,因此我们可以得知, 地球核心区域有密度更大的物质。
关于地核的更多信息则来自于地震学研究。
地震学测量显示,地核由2部分构成:半径为1220千米的固体内核和裹在外面的液体外核,总半径3400千米。
固体内核是由英格·莱曼在1936年发现的,成分主要是铁和镍。
在45亿年前的地球早期,高温熔融的状态使得较重的物质下沉到地球中心,较轻的物质上浮到地壳,这个过程称为行星分化。
地核的成分因此可以推断为80%的铁,以及镍,以及一些轻元素。
其他的重元素,例如铅和铀,不是含量过少,就是同其他的轻元素结合而留在地壳里。
内核甚至被认为是由铁晶体组成。
[2][3]液体的外核包裹在内核周围,成分也是铁和镍,还有少量的轻元素。
最近的研究显示,地核最内部可能富含金、铂和其他亲铁元素。
[4]组成地球的成分和普通球粒状陨石和太阳外部的成分有很大关系[5][6]。
地球的成分同普通球粒陨石相似,而与另一种顽火辉石球粒陨石完全不同。
在1940年初,包括弗朗西斯·伯奇在内的很多科学家在这个研究成果的基础上建立了地球物理学。
两种陨石出现如此巨大的差异的原因是生成顽火辉石球粒陨石的环境必须是极端缺氧的环境。
这使得亲氧的元素部分或全部保留在和地核相同的合金中。
发电机理论认为,外核的对流,以及科氏效应为地球创造了磁场。
内核由于高于居里温度而不能保持一个稳定的磁场,但是可能对外核产生的磁场起到了稳定作用。
最近的研究显示,内核可能比地球的其他部分转得快[7]。
在2005年8月,一些地球物理学家在《科学》上发表了一篇论文,称地球的内核每年比地表多转0.3至0.5度[8][9]。
[编辑] 地幔主条目:地幔地球的内部构造。
1:大陆地壳;2:海洋地壳;3:上地幔;4:下地幔;5:外核;6:内核;A:莫霍面;B:古登堡面;C:莱曼面地幔深度达2890千米,是地球最厚的层。
地幔底部的压强高达1万4千亿帕(140万个大气压)。
地幔由富含铁和镁的硅酸盐岩石组成,和地壳相近。
虽然地壳是固体,但是高温使得硅酸盐拥有足够的延展性,以在很长时间内缓慢流动。
地幔的对流在地面上体现为板块运动。
物质的熔点和粘度随着压强的变化而变化。
由于地幔越向下压强越大,因此地幔上方的部分比下方的部分更容易流动(化学变化也可能起着一定的作用)。
地幔的黏度介于1021-1024Pa·s之间,[10]。
作为比较,水的粘度为约10-3Pa·s,而沥青的黏度为107Pa·s。
[编辑] 地壳主条目:地壳地壳深度介于5千米至70千米之间,是地球最外层的结构。
海盆下比较薄的海洋地壳是由含铁镁的硅酸盐岩石组成的。
比较厚的大陆地壳则是由含钠钾铝的硅酸盐岩石构成。
由于大陆地壳的主要构成元素是硅和铝,因此也称为硅铝层。
同样,海洋地壳被称为硅镁层。
地壳和地幔的区别有两部分。
首先,地壳和地幔间有一个不连续面,导致地震波的速度变化,称为莫霍洛维奇面,简称莫霍面。
造成莫霍面的原因是面上方的岩石包含长石,而下方的岩石不含长石。
第二,铁镁堆积岩和橄榄岩之间有一个化学不连续面。
很多构成地壳的岩石年龄在1亿年左右,但已知最老的岩石年龄为44亿年。
因此可以推断,地球在那时就拥有一个固体地壳。
[11][编辑]地心深处● 在高压下,下地幔中最常见的矿物会经历结构转变,使密度增加。
● 存在这种密度更高的矿物,表明地幔中的活动比我们过去认为的更加活跃,热传递也更有效率。
● 热传递的加快有助于解释大陆为何成长得如此迅速,甚至能够解释地球磁场如何演化才为生命登上陆地铺平了道路。
迄今为止,人类钻得最深的洞也只有12千米深,位于俄罗斯的科拉半岛(Kola Peninsula)。
尽管人类发射的探测器正在飞往距太阳 600亿千米的冥王星,但我们至今不能直接探测地球深处。
从实际效果来看,位于我们脚下 6 380千米的地心,要比太阳系边缘更加“遥远”。
事实上,冥王星在 1930年就被发现了,而在此之后又过了 6年,地震数据才确立了地球内核的存在。
尽管如此,对于我们居住的这颗行星,地球科学家已经获得的认识还是多得惊人。
我们知道,地球的结构大体上像一颗洋葱,由地核、地幔和地壳三个同心层组成。
地幔约占整个地球体积的85%,它的缓慢运动驱动着地壳中的地质剧变。
地幔主要由硅、铁、氧、镁,外加少量其他元素混合而成,4种主要元素的含量在整个地幔中似乎大体均匀。
不过取决于不同的深度,这些元素会组成不同类型的矿物。
因此,地幔本身又可以分成许多同心层,在不同的深度由不同的矿物“唱主角”。
虽然几十年来,我们对地幔内大多数圈层的特征和组成已经相当了解,但直到不久以前,最下面一层仍让我们有一点困惑。
2002年,我们实验室在相当于地幔最底层 300千米内的温度和压力条件下,合成了一种新的高密度矿物——后钙钛矿(postperovskite),终于把这一困惑彻底消除。
自那时起,多项研究都揭示了后钙钛矿对地球的动力学过程所发挥的引人瞩目的影响。
这种矿物明显存在于地幔之中,这一点已被科学家证实。
那就意味着,地幔对流(冷的岩块下沉,热的岩浆带着地球内部的热能上涌)要比我们原来以为的更有活力,这种方式传输热能也更加有效。
如果没有后钙钛矿,大陆的生长速度就会更加缓慢,火山活动也不会如此活跃。
后钙钛矿的形成还可能增强了地球的磁场,有效屏蔽宇宙线并迫使太阳风偏转,从而使地球上的生物迁居陆地生活成为可能。
换句话说,后钙钛矿是理解地球演化过程的一个关键的缺失环节。
地幔之底地幔底部上方300 千米处,地震波在那里传播时会发生波速上的突然变化,原因不详。
地球物理学家通过测量地震波了解地球的结构。
地震发生后,由于地震波可以传遍整颗行星,灵敏的地震仪即使在地球的另一端也能接收到地震波信号。
地震波穿过不同介质间的边界时,会发生折射或反射。
对这些现象所做的全球观测已经证明,地幔拥有5 个同心圈层,在每个层间界面上,地震波速都会发生明显的突然改变。
科学家已经把这些波速跃变归因于岩石结构的变化,而这些变化又归因于随深度的增加而不断升高的压力和温度。
岩石由不同的矿物组成。
每种矿物都是原子按照一定的几何构型排列而成的晶体,因而具有各自独特的成分、物理性质,甚至颜色——想想一块普通的花岗岩桌面上有多少种不同的颗粒吧。
在地幔中,只要深度达到一定程度,巨大的压力和温度就会迫使元素重新排列组合成新的晶体结构。
用物理学家的术语来说,物质发生了相变(phase transition)。
由于无法直接观察地球深部,早期想研究地幔结构的地质学家不得不转而寻找被源自地幔的岩浆携带到地表的地幔岩。
这些地幔岩中常包裹有金刚石。
形成金刚石所需的压力和温度要在地下150 千米以下才会出现,因而可以推测,包裹金刚石的岩石也应来源于相同的深度。
如此一来,这些岩石就提供了地幔最上层的大量信息。
但是,来源深度超过200 千米还能到达地表的地幔岩或地幔矿物非常罕见。
随着科学家学会如何在实验室中制造高压和高温,他们已经能够合成那些被认为存在于地幔更深层中的矿物。
地幔中的圈层以岩石中的主要矿物成分来命名:在上地幔中,从上到下依次是橄榄石(olivine)、变尖晶石(modified spinel)和尖晶石(spinel)。
接着,从660 千米深度往下,地幔的主要成分变成了镁硅酸盐(MgSiO3)的一种高密度变体。
它属于庞大的钙钛矿晶族(perovskites),其中的晶体都由带负电荷的氧离子与两种带正电荷的离子(对这一变体来说,分别是镁离子和硅离子),通过静电吸引结合而成。
钙钛矿晶族的化学成分种类繁多,其中既有超导材料,也有在压电装置、电容器等电子器件中广泛使用的材料。
熔岩湖壮观而惊险的场景,看过该影片的许多观众都梦想能够在世界上最大的熔岩湖岸边走一走。
2010年6月,一个由科学家和勇敢的探险者组成的团队深入到尼拉贡戈火山坑深处,沿着沸腾的熔岩湖边进行考察和探险。
摄影师奥利维尔-格鲁内瓦尔德在距离熔岩湖岸边不到1米的范围内拍摄了大量精彩的特写镜头,这些照片展现了“魔鬼的高炉”神秘、壮观的画面。
地心之旅:冒死探访世界最大熔岩湖发布: 2012-1-21 11:13 | 来源: 新华网 | 查看: 568次 |。