地球物理学基础2014--作业--09

地球物理学概论地球物理学是一门研究地球内部构造和性质的学科，它借助物理方法和技术手段来探索地球的各种现象和现象背后的原理。

它主要包括地震学、地磁学、重力学和电磁学等分支学科。

地震学是地球物理学中的一个重要分支，它研究地震现象及其与地球内部结构的关系。

地震是由地壳和上地幔发生的突然释放的能量，给地球表面带来震动。

通过对地震的观测和分析，地震学家可以揭示地球内部的结构、构造和运动方式，为地震灾害预测和地震活动的科学研究提供依据。

地磁学是研究地球磁场的学科，它探讨地球的磁场起源、演变和变化规律。

地球磁场是地球物理学中的一个重要物理现象，它起源于地球内部的液态外核的运动。

地磁场的强弱和方向变化可以提供有关地球内部的信息，如地球的自转速度、地球内部物质的性质和热对流等。

地磁学的研究对于了解地球内部的动力学过程和地球磁场与生物活动的相互作用具有重要意义。

重力学是研究地球的引力场和重力潮汐现象的学科。

地球的重力场是由于地球质量引起的，它对地表物体具有吸引力。

通过测量和分析重力场的变化和分布，重力学家可以揭示地球内部结构和组成物质的性质，例如地球的密度、地壳厚度和岩石类型等。

此外，重力潮汐现象也是重力学的研究内容，它研究地球内部物质的流动、地壳运动和海洋潮汐等现象。

电磁学是利用电磁场原理研究地球内部结构和物质性质的学科。

地球内部存在着各种导电性物质，如矿床、岩浆等，这些物质会对电磁场产生反应。

通过测量地球表面的电磁场变化，电磁学家可以推断地球内部导电物质的分布和性质，如矿床的富集程度、岩浆的温度和流动速度等。

电磁学的研究对于地球资源勘探和环境监测具有重要意义。

综上所述，地球物理学作为一门研究地球内部构造和性质的学科，通过物理方法和技术手段揭示了地球的各种现象和现象背后的原理。

地震学、地磁学、重力学和电磁学是地球物理学的主要分支学科，它们分别研究地震现象、地球磁场、重力场和电磁场等现象及其与地球内部结构的关系。

这些学科的研究对于了解地球的内部动力学过程、自然灾害预测和资源勘探具有重要意义。

1、基本概念：重力等位面、重力异常、地磁要素、磁异常、感应磁化强度，地磁日变、波阻抗、震相、同相轴、偏移距、电阻率、极化率重力等位面：当位移方向l与重力g的方向垂直时W(x,y,z)=C(常数)在W(x,y,z)=C方程所确定的曲面上，重力位各处都等于常数C，称这曲面叫重力等位面。

重力异常：在重力学中，由地下岩矿石密度分布不均匀所引起的重力变化磁异常：主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它叠加在基本磁场之上。

感应磁化强度：岩（矿）石被现在地磁场磁化而具有的磁化强度称为感应磁化强度地磁日变：地磁的太阳静日变化，以太阳日（24小时）为周期的日变化。

太阴日变化：以来于地方太阴日，并以半个太阴日为周期的变化。

波阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量(即面积乘质点振动速度)之比，具有阻力的含义，称为波阻抗，其数值等于介质密度p与波速V的乘积。

震相：在地震图上显示的性质不同或传播路径不同的地震波组。

各种震相在到时、波形、振幅、周期、质点运动等方面都各有它们自己的特征。

同相轴：地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰成波谷)的连线称为同相轴。

（在解释地震勘探资料时，常常根据地震记录上有规律地出现的形状相似的振动画出不同的同相轴，它们表示不同层次的地震波。

）偏移距：指激发点到最近的检波器组中心的距离，常常分解为两个分量：垂直偏移距，即以直角到排列线的距离；纵偏移距，从激发点在排列线的投影到第一个检波器组中心的距离。

电阻率：表征物体导电性好坏的一个物理量。

在数值上，它相当于电流垂直通过边长为一米的立方体均匀物质时，该物质所具有的电阻值。

极化率：表征极化介质的激电性质。

2、什么是地球物理学，包括哪些主要方法，这些方法研究的物理基础是什么？（绪论）地球物理学是应用物理学的方法研究地球的一门科学。

从广义上来讲，地球物理学的研究对象包括从固体地球的内核直至大气圈边界的整个地球；从狭义上来讲，地球物理学指的就是固体地球物理学，运用物理学的方法理解、解释地球的内部构造、组成、动力学以及与地球表面地质现象的关系。

地球物理学的基础知识和应用地球是我们的家园，它随着时间的推移和人类活动的发展而不停地变化着。

地球物理学是一门研究地球内部结构、物质组成、物理属性及它们与环境之间相互作用的综合性科学。

在地球科学领域中，地球物理学是一门基础学科，它为我们提供了大量珍贵的信息，不仅有助于我们了解地球的内部构造和特征，还可以为地震预测、能源勘探、矿产资源发现等领域提供重要依据。

地球物理学的基础知识地球的内部结构可以分为地核、外核、下地幔、上地幔和地壳五层。

地球物理学通过地震波、磁场和重力场等现象的观测和分析，可以研究出地球结构的大致特征。

地震波是用来研究地球内部结构和物理特征的一种重要手段。

它是自然地震或人为工程爆炸等留下的地震波向地球内部传播后反射、折射、干涉和衍射等现象的结果。

根据地震波传播的速度和路径，我们可以了解地球中不同物质的位置和性质等信息。

地球物理学还研究了地球的物理属性，如密度、磁性、导电性、导热性等。

地球物理学家发现地球内部密度和压力都随深度增加而增大，而地震导致的地震波速度则按不同的路径和介质而异。

磁性可以通过测量地球磁场来研究。

地球磁场是由地球内部的液态外核运动产生的，而极地区域的磁场则是由地球内部的磁石所造成的。

地球物理学的应用地球物理学的重要应用之一是地震预测。

地震是地球内部构造变化产生的自然现象，对人类造成的生命和财产损失极大。

地震预测是通过地震波、地面变形、电磁现象等多种监测手段进行分析和判断，预测可能产生地震的时间、地点和强度等信息。

但由于地震预测受限于资金、科技以及观测方法等因素，目前仍无法预测出准确的地震时间和地点，而只能进行预警和应急响应。

地球物理学还可以用于能源勘探，如石油、天然气等。

地球上的石油、天然气等化石燃料都是数亿年来生物体的遗化物。

用地震勘探方法对地下岩层进行探测，结合地壳磁性、全球定位系统以及其他仪器的测量和分析，可以找到能源矿藏周围的岩层构造、厚度、盆地形态等信息，具有重要的勘探和开发价值。

地质学地球物理学基础知识解析地质学是研究地球的物质构成、结构、演化历史以及与地球表面和内部过程有关的学科。

地球物理学是研究地球内部和大气层、海洋等的物理性质及其相互关系的学科。

地质学与地球物理学相辅相成，通过科学研究和实践探索，揭示了地球的奥秘。

本文将解析地质学地球物理学的基础知识。

一、地质学基础知识解析1.地球结构地球结构主要分为地壳、地幔和地核。

地壳是地球最外层的岩石壳层，包括陆壳和海壳。

地幔是地壳下面的一层，占据了地球的大部分体积，由固态岩石组成。

地核由外核和内核组成，外核为液态，内核为固态。

2.板块构造理论地球表面的地壳是由多个板块组成的，这些板块在地球内部漂浮并通过构造活动相互作用。

板块构造理论解释了地球上的地震、火山喷发和山脉形成等现象。

3.地质时间尺度地质时间尺度是研究地球历史的时间序列，包括了地质纪、地质世、地质时等单位。

地质时间尺度帮助科学家们了解地球的演化历史。

4.岩石与矿物岩石是地球表面的基本构成物质，由一个或多个矿物组成。

矿物是自然界中的无机物质，具有固定的化学成分和晶体结构。

二、地球物理学基础知识解析1.地球引力地球具有引力，引力作用下物体会向地心运动。

地球引力对于地球表面的物质分布和大气运动起着重要作用。

2.地热学地热学研究地球内部的热传导和热对流等热现象。

地球内部的热量来源于地球形成时的能量释放和核反应。

3.地磁学地球拥有地磁场，地磁场是地球内部和大气层、海洋相互作用的结果。

地磁场对导航、地质勘探等具有重要意义。

4.地震学地震学研究地震的发生、传播和震源机制。

地震是地球内部能量释放的结果，对于理解地球内部结构具有重要意义。

结语地质学和地球物理学是研究地球及其内部和外部过程的重要学科。

地质学揭示了地球的物质构成和演化历史，而地球物理学通过测量和观测揭示了地球内部的物理性质及其相互关系。

地质学地球物理学的基础知识为我们更好地了解和保护地球提供了重要依据。

同时，这些学科也为资源勘探和环境保护等领域提供了重要的支持和指导。

地球物理学基础（2010） 作业011、通过这两次课对地球物理学的介绍，请联系实际谈谈你对地球物理的认识和看法（如什么是地球物理，它所研究的对象、主要内容和方法等）。

结合原来专业、现在专业，谈谈地球物理将在你今后的科研、工作中发挥的作用。

答：地球物理学研究的内容包括研究地面形状的大地测量学，研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间的空间物理学，研究地球本体的固体地球物理学，以及其他一些小分支如火山学、冰川学、大地构造物理学等。

狭义的地球物理一般指固体地球物理学。

固体地球物理包括地震学、地球电磁学与古地磁、重力学、地球动力学等。

地球物理学的研究方法包括地震学（天然地震、人工地震）、势能场（重力场、电磁场）、地热流等方法。

地球物理对社会发展有巨大的推动作用，能应用于防灾减灾、资源能源探测、考古、工程建设、国防安全等各个领域。

2、查资料：估算1）地球每秒所释放的能量；2）全世界以及中国总的电力装机容量；3）对这两组数据进行分析说明或评价答：1）、参考HN Pollack, SJ Hurter, JR Johnson. Heat Flow from the Earth's Interior: Analysis of the Global Data Set. Reviews of Geophysics,1993. 的文章中给出的全球热流值，海洋和大陆平均大地热流值为102±2.2 mWm-2和65±1.6mWm-2，计算得到全球总的热流损失为44.2*1012W。

2）、中国总的电力装机容量在2009年约为9亿千瓦时，全球总的电力装机大概为30亿千瓦时。

3）、地球释放的能量要远大于装机容量，地热是一个庞大的能源来源，如果能够好好利用，将会缓解日益突出的能源供应不足的问题，推动社会发展。

3、试画出几种断层的结构示意图，并标明受力情况答：正断层：地层两侧受到水平拉伸力，上下面受到挤压力，一般的情况是，在水平拉伸力和垂向挤压力的作用下，下盘上升，上盘下降。

地球物理学的基础知识与应用方向地球物理学是研究地球内部结构、物理性质和地球表面及其上空物理场的学科，是地球科学中最基础的学科之一。

地球物理学分为多个分支领域，包括地震学、地电学、地磁学、重力学、热流学等。

这些分支领域各自研究不同的现象和问题，并且在地球科学、地质工程、石油勘探和开采等领域中得到广泛的应用。

本文将着重介绍地球物理学的基础知识和应用方向。

地球物理学的基础知识地震学是研究地震的学科，其研究内容包括地震发生的原因、地震波的传播和地震波在地球内部的传播路径及速度，从而了解地球内部的结构及性质。

地震学研究的手段主要是地震仪和地震波测量技术，其中最主要的是地震仪。

地震仪是用来记录地震波在不同地点的振动情况，并用这些记录结果来分析地震波在地球内部的传播路径和速度的一种测量设备。

地电学是研究地球内各种电性现象与规律的学科，包括地下电场、电流、电阻率与介电常数等方面的研究。

地电学的主要研究手段是地电场测量，它是通过测量地面和地表以下不同深度处的电位差和电场强度来研究地球内部结构和性质的一种方法。

地磁学是研究地球磁场的起源、演化和变化规律的学科。

地磁场是一种磁性场，其研究手段主要是磁场测量。

地球磁场是由地球内部热对流所形成的自然磁场。

地球磁场的强度和方向在不同时间和不同地点是不同的，这是地球磁场的变化和演化规律的重要表现。

重力学的研究对象是地球重力场及其变化，主要涉及地球重力的起源、分布、性质和测量。

地球重力场是地球和其他各种物体间万有引力的结果，在地球科学和地理勘探中都有广泛的应用。

热流学是一门研究地球内热通量、热场分布以及地温场演化和计算热流场的学科。

其研究内容包括地热资源、地震活动等现象，对地球内部的热环境和能量转移有着深入的研究和探索。

地球物理学的应用方向地球物理学研究的对象和方法都离不开测量技术与仪器设备。

地球物理学在各领域的应用越来越广泛，其中最主要的有地震勘探、油气勘探、矿产资源勘探等。

地球物理学基础
地球物理学是研究地球内部结构、地球表面和地球大气的物理学科。

它涵盖了地震学、地热学、地电学、地磁学、地引力学和地球物理勘探等领域。

地球物理学基础包括理论、实验和观测方法，以及地球物理学的基本概念和原理。

以下是地球物理学的一些基础内容：
1. 地震学：研究地震活动和地震波传播，以了解地球内部结构和地震危险性。

2. 地热学：研究地球内部的热流和热传导现象，以及地下水系统和地热能资源的利用。

3. 地电学：研究地壳中的电导性和电磁现象，用于勘探矿
产资源和地下结构。

4. 地磁学：研究地球磁场的产生和变化，以及地球磁场与
地球内部结构和太阳活动之间的相互关系。

5. 地引力学：研究地球重力场的变化和地球引力对物体的
影响，用于勘探油气资源和探测地下结构。

6. 地球物理勘探：利用地球物理方法进行地下结构和资源
勘探，包括地震勘探、电磁勘探、重力勘探和磁力勘探等。

地球物理学基础的学习可以深入了解地球的物理特性和地
球内部结构，为地质学、地球科学和地球工程学等领域的
研究和应用提供基础知识。

地球物理学的基本概念与原理地球物理学是一门研究地球内部和表层物理特征的学科，是自然科学中的一个重要分支。

它以物理学为基础，在研究地球内部物理特征的同时，也涵盖了地表物理现象的探索。

地球物理学主要研究对象包括地震活动、地热能、岩石成分、地球磁场、水文地质等方面。

地震学是地球物理学中的一项重要研究领域，它主要研究地震的发生机制和地震波的传播。

地震波是地震在地球内部传播时所产生的一种机械波，它随着密度、速度、岩石阻尼和介质对地震波的反射和折射的影响而产生变化。

通过分析地震波的传播，可以了解地球内部的物理特征，包括岩石的密度、成分、温度和压力等参数。

地热学是地球物理学中的另一个研究领域，它主要研究地球内部的热流及其分布规律。

地球内部存在着大量的热能，它们在地球内部的传热和辐射形成了地球的热流场。

通过研究地球热流场，可以了解地球内部热能的来源和分布规律，有助于深入了解地球的演化历史和未来发展趋势。

岩石学是地球物理学中的一个分支，它主要研究地球内部岩石的物理特征和组成成分。

地球的岩石成分直接影响了地球内部的物理特征，比如密度、热导率和弹性模量等参数。

通过分析不同区域的岩石成分及其物理特征，可以深入了解地球的内部结构和演化过程。

地球磁场是地球物理学中的又一个重要研究领域，它主要研究地球磁场的性质和产生机制。

地球磁场源自地球内部液态的外核，在地球内部的自然运动过程中形成了磁流体。

地球磁场可以通过地磁场探测器测量，通过分析不同地区地磁场的强度和方向变化，可以了解地球磁场的产生机制和演化历程。

水文地质学是地球物理学中的又一个重要分支，它主要研究水文地质环境的物理特征和影响因素。

水文地质学通过研究地质结构和水文参数之间的关系，了解地下水的形成、分布和运移。

同时，水文地质学也着重研究地下水对地下工程建设和生态环境的影响，为环境保护和可持续发展提供科学依据。

总之，地球物理学所涉及的研究领域十分广泛，涵盖了地球内部和表层环境的物理特征和变化规律。

地球物理学基础知识地球物理学是研究地球内部结构、地球表面及其周围空间的物理现象和规律的学科。

它以物理学的基本原理和方法为基础，运用数学和地学等交叉学科的知识，对地球内外的物质和能量进行分析和研究。

本文将介绍地球物理学的一些基础知识。

一、地球的结构地球可以分为地壳、地幔和地核三层结构。

地壳是地球最外层的固体壳层，包括陆壳和海壳。

地幔是地壳之下约2900公里至6500公里深的部分，主要由固态岩石组成。

地核则是地幔之下，直径约约为3480公里，由外核和内核组成，外核为液态，内核为固态。

二、地震学地震学是研究地震现象的学科，通过地震波传播及其特性的观测和分析，可以推测地球内部结构和物质分布。

地震波可以分为体波和面波两类。

体波包括纵波和横波，它们在地球内部的传播速度不同。

面波包括Rayleigh波和Love波，它们主要沿地球表面传播。

三、地磁学地磁学是研究地球磁场的学科，地球磁场是地球物理学中特别重要的研究对象之一。

地磁场的主要特征是地磁南北极的存在和地磁场强度的变化。

地磁场的产生与地球内部的液态外核中的电流有关。

四、地热学地热学是研究地球内部热能的学科。

地球内部的热能主要由地热流和地热梯度来表示。

地热流是指通过地壳传递的热量，地热梯度指的是地温随深度变化的速率。

地热能的利用可以用来发电和供热等领域。

五、地震勘探地震勘探是利用地震波在地下介质中的传播特性，来探测石油、天然气等资源的一种方法。

地震勘探利用地震仪记录地震波在地下的传播情况，通过对地震数据的处理和解释，可以预测地下岩石的性质和分布，为资源勘探提供重要依据。

六、地球重力场地球重力场是指地球上各点所受的重力的大小和方向分布。

地球的重力场不仅与地球内部的物质分布有关，也受到地球自转和地球形状的影响。

地球重力场的测量可以通过重力仪器进行，对地质学、气象学和海洋学等领域具有重要意义。

七、地电学地电学是研究地球内部和地表过程产生的电场和电流现象的学科。

地球内部存在电导层，当地磁场变化或电场作用下，电流会在地下流动。