《固体地球物理学概论》 考试时间:2011年6月24日(周五)晚上19:00-21:00 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 >P0=4 (M/a3) o式中P0称为罗奇密度,上式称为聚集条件。 如果p