固体地球物理学概论复习重点答案

固体地球物理学概论 考试时间2011年6月24日周五晚上1900-2100 第一章引言 1、地球物理学的定义。 解地球物理学是以地球为研究对象的一门应用物理学。 2、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。 3、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 第二章地球的起源 1、戴文赛新星云假说的要点。 解行星的形成要经过“原始星云一星云盘一尘层一星子-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， 聚集成固体一星子。 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。 2、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。 IT 圣 2r 图2.1.1聚集条件分析示意图 P P04 M/a3 o式中P0称为罗奇密度，上式称为聚集条件。 如果ppo则天体分裂。 3、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，铁和镣就熔化并流向地 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 物的光合作用都形成较多氧气，从而形成氧化大气。 在地球形成的过程中，星子碰 撞后放出的水，火山岩浆活动产生的水，以及大气中的水气凝聚的水都可以流人星子撞 击坑，形成海洋。 4 地球表层的变化地壳和地面的变化乃是各圈层相互作用的结果。 第三章地球的转动和形状 1. 名词解释天球赤道、黄道、黄极、天极。 解天球赤道假定以地球为球心，把各天体投影在半径等于无穷大的球面 上，这一球体就是天球。将地球的赤道平面向外延伸，与天球相割所成的天球 大圆就叫做天球赤道 黄道一一将地球绕日运转的轨道面无限延伸，与天球相割而成的天球大 圆叫做黄道。 黄极球面上的任何圆圈都有两个极点，即球面上距离该圆圈最远 90的两点。 天极将地球的极轴延长，交于天球上的两点N、S,这两点就叫天极. 2. 从物理观点解释傅科摆如何证明地球自转的。 解单摆的摆动平面在不受外力作用时，其摆动的空间方向始终不会发生变化 的。然而，人们所看到的是，摆动平面相对于地球表面发生了按顺时针方向缓 慢地转动，其实质是摆下面的地球在沿逆时针方向转动造成的。由于地球自转, 摆动平面就会发生相对于地面的偏转。研究这种偏转现象，并且定量地计算偏 转速度的变化，则是地球自转的最生动的证明。 3. 地球自转的特点是什么 解地轴取向稳定、自转速度稳定、地球自转的非均匀变化。 4. 什么是地球自转轴的进动、章动和极移只考虑钱德勒晃动 解进动用来表示转动物体的转动轴环绕另一轴的转动。地轴的进动，地球的旋转轴 环着黄道轴作缓慢的画圆锥面的旋进运动，保持黄赤交角不变。 章动在地轴的长期旋进中，在它的平均位置上附加了一种短周期的摆动。 极移地球自转轴与地面的交点叫地极，地极点相对于国际极点CIO的位移叫做极 移。 第四章地球形状与重力 1、什么是大地水准面地球的形状指什么 解一个与平均的海洋面在陆地上是它的顺势延伸而构成封闭的曲面重合的那个重力等 位面称为大地水准面。 从物理图象上看，地球形状，是指全球上静止海面的形状。 2、什么是重力改正常用的重力改正有哪几种每种改正的目的是什么 我们需要逐项从测量值中扣除或补加这些因素的影响，这个计算过程就是重力改正。 重力改正主要包括高度改正、中间层改正、地形改正，有时还要用到纬度改正和均衡改正。 高度改正将高程的影响去掉，因此，自由空间异常是反映地表和地下的物质分布对重力 的作用，应用它可研究大地水准面地球形状。 中间层校正海平面以上的质量用一个无限长水平板表示，厚度为测点到海平面的高度。 地形校正（TC）进行地形改正，就是要把地面凸起部分删去，把凹陷部分填平。无论是删 去还是填平，其结果都是使测点的重力值加大，所以地形改正只与高差的绝对值有关。 3、试述地球表面正