地球的基本物理性质
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地理地球物理性质知识点咱先来说说这地球啊,它可真是个神奇的大家伙!要说这地理地球物理性质,那里面的学问可多了去了。
就拿地球的磁场来说吧。
你能想象吗,咱们地球就像一个超级大的磁体,有南北磁极。
这磁场可重要啦,要是没有它,那咱们的生活可就乱套了。
我记得有一次去野外露营,晚上大家围坐在一起聊天看星星。
突然有人提到了指南针,说要是在这荒郊野外迷路了,指南针就是救命的宝贝。
我当时就好奇,这指南针为啥能一直指着南北方向呢?后来才知道,原来是地球的磁场在起作用。
那时候,我躺在草地上,望着满天繁星,心里就琢磨着地球磁场这神秘的力量。
你说这磁场看不见摸不着的,但是却能实实在在地影响着我们的生活。
比如那些靠磁场导航的候鸟,每年都能准确无误地迁徙,飞过大山大海,回到它们熟悉的地方。
这得是多神奇的本领啊!要是没有地球磁场给它们指引方向,它们说不定就得在半路上迷路,找不到回家的路了。
还有地球的重力,这也是个特别有趣的性质。
咱平常走路、跑步,东西掉地上,都是因为有重力在“拉”着。
我记得有一回,我在家里不小心把一个杯子碰到了地上。
那杯子“哐当”一声就碎了,我就在想,这要是在没有重力的地方,杯子估计就不会这么干脆地掉下去摔碎了,说不定还会飘在空中呢。
而且啊,重力还影响着地球上的大气和海洋。
大气因为重力的作用,才不会一下子都跑到太空里去;海洋里的水也是因为重力,才形成了海浪、潮汐这些奇妙的现象。
有一次我去海边玩,亲眼看到了涨潮。
那海水一浪接着一浪地涌过来,气势可壮观了。
我就站在那沙滩上,感受着海浪拍打着脚丫子,心里想着这都是重力在背后“操纵”着呢。
要是没有重力,这海水估计就没法这样有规律地涨落,海边的风景也会变得完全不一样。
再说说地球的内部结构吧。
地球就像一个大洋葱,从外到里分成地壳、地幔和地核。
有一次看纪录片,里面讲到地质学家通过研究地震波来了解地球内部的结构,我觉得特别神奇。
你想想,他们就靠着那些从地球深处传来的微弱的波动,就能推测出地球里面到底是啥样,这得多厉害!地壳是我们能直接接触到的部分,但它其实只是地球的“薄薄一层皮”。
地球基本物理性质指标参数胡经国这里所说的地球基本物理性质是指地球的质量和平均密度;地球的重力;地球内部的压力;地球内部的温度;地球的磁场。
一、地球的质量和平均密度㈠、地球的质量(Earth's Mass)根据万有引力定律,地球的质量M=gr2/G≈5.965×1027克,约等于5.97×1024千克。
地球质量的确定提供了测定其他天体质量的依据。
从地球的质量可得出地球的平均密度约为5.52克/厘米3。
㈡、地球的平均密度(Earth's Average Density)1、地球的平均密度数值组成地球各部分的物质密度分布。
占地球表面积3/4的水的密度约1克/厘米3;地球表层岩石的平均密度为2.7~2.9克/厘米3。
地球的平均密度为5.518克/厘米3,约等于5.52克/厘米3。
2、地球内部密度随深度的分布一般情况下,地球内部密度随深度增大而逐渐增加。
地球深部物质密度更大。
根据地震波速变化和某些假设可以推导地球内部密度。
例如,布伦密度分布模式(Bullen,1970)假设:①、地球近似由同心球层组成,平均地壳厚度15公里;②、地幔顶部密度3.31克/厘米3;③、地心密度13克/厘米3;④、取地球转动惯量为0.3309Mr2。
根据上述假设,采用各种经验关系式和其它有关数据得出的地球内部密度分布如下表所示:深度(km)地球内部密度(克/里米3)0~15 2.0~2.4815~350 3.31~3.52350~850 3.56~4.44850~2878 4.44~5.622878~4711 9.89~12.265161~6371 12.27~13.0二、地球的重力(Earth's Gravity)地球上的任何一点都受到地球引力和地球自转惯性离心力的作用,这两种力的合力成为地球的重力。
重力场强度就是重力加速度。
在厘米·克·秒单位制中,重力场强度的单位为达因/克,即厘米/秒2(为了纪念意大利科学家伽利略,又把厘米/秒2称为伽)。
地球的物理性质(一)地球的密度和重力地球的质量是根据万有引力定律计算出来的,用地球的质量除以地球的体积,便可得出地球的平均密度是5.517g/cm3,而地壳上部的岩石平均密度是2.65g/cm3,由此推测地球内部必有密度更大的物质。
根据地震资料得知,地球密度是随着深度的加深而增大的,并且在地下若干深度处密度呈跳跃式变化,推测地核部分密度可达13g/cm3 左右。
地球的平均密度和水星(5.4)相差不多,月球(3.341)和火星(3.95)的密度都比地球小,其它行星的密度就更小了。
当前很重视和其它星体对比来研究地球。
地球的重力一般是指地球对地表和地内物质的引力。
而万有引力F=m1m2/r2,由此可知,重力与地球质量(m1)和物体质量(m2)的乘积成正比,与地球和物体二者质量中心的直线距离平方(r2)成反比。
地表重力因还受地球自转产生的离心力和各点与地心距离的影响,故各地并不相等,且随海拔和纬度的不同而发生变化。
据计算:在两极,重力比赤道地区大0.53 %,也就是说把在两极重100kg 的物体搬到赤道地区时,则变成99.47kg。
通常用单位质量所受的重力,即重力加速度(g)来表示各地的重力大小。
如在赤道的重力为978.0318Gal①,在两极为983.2177Gal。
如果把地球看作一个理想的扁球体(旋转椭球体),并且内部密度无横向变化,所计算出的重力值,称理论重力值。
但由于各地海拔高度、周围地形以及地下岩石密度不同,以致所测出的实际重力值不同于理论值,称为重力异常。
比理论值大的称正异常,比理论值小的称负异常。
存在一些密度较大物质的地区,如铁、铜、铅、锌等金属矿区,就常表现为正异常;而存在一些密度较小物质的地区,如石油、煤、盐类以及大量地下水等,就常表现为负异常。
异常的大小取决于矿石与周围岩石的密度差、矿体的大小以及矿体的埋藏深度。
根据这个道理可以进行找矿和地质调查,这称为重力勘探,是地球物理勘探方法之一。
关于地球的基本物理性质1.物理参数平均半径:6,372.797 km赤道半径:6,378.137 km极半径:6,356.752 km表面积:510,065,600 km²体质积:1.083 207 3×1012 km³重量:5.9742×10^24 k 平均密度:5,515.3 kg/m³表面重力:9.780 1 m/s²(0.997 32 g)逃逸速度:11.186 km/s(≅39,600 km/h)自转周期:0.997 258 d(23.934 h)赤道自转速度:465.11 m/s 转轴倾角:23.439 281°北极赤纬+90°反照率0.3672.地球的密度和重力地球的质量是根据万有引力定律计算出来的,用地球的质量除以地球的体积,便可得出地球的平均密度是5.517g/cm³,而地壳上部的岩石平均密度是2.65g/cm³,由此推测地球内部必有密度更大的物质。
根据地震资料得知,地球密度是随着深度的加深而增大的,并且在地下若干深度处密度呈跳跃式变化,推测地核部分密度可13g/cm³左右。
地球的平均密度和水星(5.4)相差不多,月球(3.341)和火星(3.95)的密度都比地球小,其它行星的密度就更小了。
当前很重视和其它星体对比来研究地球。
地球的重力一般是指地球对地表和地内物质的引力。
而万有引力F=m1m2/r²,由此可知,重力与地球质量(m1)和物体质量(m2)的乘积成正比,与地球和物体二者质量中心的直线距离平方(r²)成反比。
地表重力因还受地球自转产生的离心力和各点与地心距离的影响,故各地并不相等,且随海拔和纬度的不同而发生变化。
据计算:在两极,重力比赤道地区大0.53 %,也就是说把在两极重100kg的物体搬到赤道地区时,则变成99.47kg。
地球基本的物理性地球内部的主要物理性质包括密度、压力、重力、温度、磁性及弹塑性等。
①密度:目前,对地球内部各圈层物质密度大小与分布的计算,主要是依靠地球的平均密度、地震波传播速度、地球的转动惯量及万有引力等方面的数据与公式综合求解而得出的。
计算结果表明,地球内部的密度由表层的2.7~2.8g/cm3向下逐渐增加到地心处的12.51g/cm3,并且在一些不连续面处有明显的跳跃,其中以古登堡面(核-幔界面)处的跳跃幅度最大,从 5.56g/cm3剧增到9.98g/cm3;在莫霍面(壳-幔界面)处密度从2.9g/cm3左右突然增至3.32g/cm3。
各圈层物质密度的大小及变化见表3.1。
②压力:地球内部的压力是指不同深度上单位面积上的压力,实质上是压强。
在地内深处某点,来自其周围各个方向的压力大致相等,其值与该点上方覆盖的物质的重量成正比。
地内的这种压力又称为静压力或围压。
因此,地内压力总是随深度连续而逐渐地增加的。
如果知道了地球内部物质的密度大小与分布,便可求出不同深度的压力值。
③重力:地球上的任何物体都受着地球的吸引力和因地球自转而产生的离心力的作用。
地球吸引力和离心力的合力就是重力。
地球的离心力相对吸引力来说是非常微弱的,方向大致指向地心。
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。
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。
地球两极的重力值最大,并向赤道减小。
离心力以赤道最大,向两极离心力逐渐减小为零,所以,在引力与离心力的共同引响下,重力值具有随纬度增高而增加的规律。
在地球内部,重力因深度而不同。
④温度:温度在地球内部的分布状况称为地温场。
在地壳表层,由于太阳辐射热的影响,其温度常有昼夜变化、季节变化和多年周期变化,这一层称为外热层。
外热层受地表温差变化的影响由表部向下逐渐减弱,外热层的平均深度约15m,最多不过几十米。
在外热层的下界处,温度常年保持不变,等于或略高于年平均气温,这一深度带称为常温层。
地球基本的物理性
地球内部的主要物理性质包括密度、压力、重力、温度、磁性及弹塑性等。
①密度:
目前,对地球内部各圈层物质密度大小与分布的计算,主要是依靠地球的平均密度、地震波传播速度、地球的转动惯量及万有引力等方面的数据与公式综合求解而得出的。
计算结果表明,地球内部的密度由表层的 2.7~2.8g/c m3向下逐渐增加到地心处的12.51g/c m3,并且在一些不连续面处有明显的跳跃,其中以古登堡面(核-幔界面)处的跳跃幅度最大,从 5.56g/c m3剧增到9.98g/c m3;在莫霍面(壳-幔界面)处密度从2.9g/c m3左右突然增至 3.32g/c m3。
各圈层物质密度的大小及变化见表 3.1。
②压力:
地球内部的压力是指不同深度上单位面积上的压力,实质上是压强。
在地内深处某点,来自其周围各个方向的压力大致相等,其值与该点上方覆盖的物质的重量成正比。
地内的这种压力又称为静压力或围压。
因此,地内压力总是随深度连续而逐渐地增加的。
如果知道了地球内部物质的
密度大小与分布,便可求出不同深度的压力值。
③重力:
地球上的任何物体都受着地球的吸引力和因地球自转而产生的离心力的作用。
地球吸引力和离心力的合力就是重力。
地球的离心力相对吸引力来说是非常微弱的,方向大致指向地心。
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。
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。
地球两极的重力值最大,并向赤道减小。
离心力以赤道最大,向两极离心力逐渐减小为零,所以,在引力与离心力的共同引响下,重力值具有随纬度增高而增加的规律。
在地球内部,重力因深度而不同。
④温度:
温度在地球内部的分布状况称为地温场。
在地壳表层,由于太阳辐射热的影响,其温度常有昼夜变化、季节变化和多年周期变化,这一层称为外热层。
外热层受地表温差变化的影响由表部向下逐渐减弱,外热层的平均深度约15m,最多不过几十米。
在外热层的下界处,温度常年保持不变,等于或略高于年平均气温,这一深度带称为常温
层。
在常温层以下,由于受地球内部热源的影响,温度开始随深度逐渐增高。
而地温梯度是随深度增加逐渐降低的。
对于地球深部的温度分布,目前主要是根据地震波的传播速度与介质熔点温度的关系式推导得出的。
由于热具有从高温向低温传播的性质,所以地球内部的高温热能总是以对流、传导和辐射等方式向地表传播并散失到外部空间,通常把单位时间内通过地表单位面积的热量称为地热流密度。
地表的不同地区地热流值并不相同,一般在一些构造活动的地区(如年青山脉、大洋中脊、火山、岛弧等)热流值偏高,而在一些构造稳定的地区热流值偏低。
地表热流值或地温梯度明显高于平均值或背景值的地区称为地热异常区。
⑤磁场:
地球周围存在着磁场,称地磁场。
长期观测证实,地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。
地磁场的磁场强度是一个具有方向(即磁力线的方向)和大小的矢量,为了确定地球上某点的磁场强度,通常采用磁偏角、磁倾角和磁场强度三个地磁要素。
基本磁场占地磁场的99%以上,是构成地磁场主体的稳定磁场。
它决定了地磁场相似
于偶极场的特征,其强度在近地表时较强,远离地表时则逐渐减弱。
这些特征说明了基本磁场是起源于地球内部。
磁异常是地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场它也叠加在基本磁场之上。
一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后,再减去基本磁场的正常值而求得。
自然界有些矿物或岩石具有较强的磁性,如磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、镍矿、超基性岩等,它们常常能引起正异常。
因此,利用磁异常可以进行找矿勘探和了解地下的地质情况。
⑥弹塑性:
地球具有弹性,表现在地球内部能传播地震波,因为地震波是弹性波。
日、月的吸引力能使海水发生涨落即潮汐现象,用精密仪器对地表的观测发现,地表的固体表面在日、月引力下也有交替的涨落现象,其幅度为7~15c m,这种现象称为固体潮,这也说明固体地球具有弹性。
同时,地球也表现出塑性。
地球自转的惯性离心力能使地球赤道半径加大而成为椭球体,表明地球具有塑性;在野外常观察到一些岩石可发生强烈的弯曲却未破碎或断裂,这也表明固体地球具有塑性。
地球的弹、塑性这两种性质并不矛盾,它们是在不同的条件下所表现出来的。
如在作用速度快、持续时间短的力(如地震作用力)的条件下,地球常表现为弹性体;在作用力缓慢且持续时间长(如地球旋转离心力、构造运动作用力)或在地下深部较高的温、压条件下,则可表现出较强的塑性。