15地球内部的物理性质解析

第十五讲地球内部的物理性质地球磁场是怎样的？地球磁场的成因？古地磁的变向？地球内部密度、重力、压力和温度的变化规律？地面重力的变化规律？磁极磁轴磁场1.地球的磁性1.1地磁和地磁要素P177表征磁场特征的要素地球磁场强度的方向对于水平面的俯角地球磁场强度水平分量的方向，即在地理子午线与地磁子午线之间，总存在一个偏角，叫磁偏角P177-178磁倾角？磁偏角？P178,Fig.6-19磁场强度？1.2地磁要素的分布偶极磁场地磁要素的分布情况？地磁南北两极互为对蹠点；地磁赤道是距地磁南北两极各为90º的大圆；地磁强度和地磁倾角，都随地磁纬度的增高而增大。P178由于非偶极磁场的存在，地球磁场实际上是一个倾斜偏心偶极磁场。磁北极与磁南极在经纬度上并不对应1975年的观测，磁北极位于76°06′N，100°W（在加拿大北部巴瑟斯特岛附近），南磁极位于65°48′S，139°24′E（在南极地区）。P1791.3地磁要素的变化长期变化，来源于地球内部的物质运动短期变化，来源于电离层及太阳活动的影响①平静变化：包括太阳日变化、太阴日变化和季节变化②干扰变化：区域性、全球性，磁暴P179-1801.4地球磁层和辐射带地球磁层——地球磁场在太阳风中“挖”出一个口袋形的空洞，叫做地球磁层辐射带：范艾伦辐射带P180P181,Fig6-22P181,Fig6-22P181,Fig6-221.5地球磁场的成因？(3)发电机学说(1)永磁体学说(2)内部电流学说最早提出，认为地球内部存在巨大的永磁体，产生地球磁场，后来认识到地球内部温度很高，不可能存在永磁体。认为地球内部存在巨大电流，形成巨大电磁体产生地球磁场，但未观测到这种巨大电流，且巨大电流会很快衰减，不会长期存在。(1946－1947)，认为是地球内部的导电液体在流动时产生稳恒的电流，由这电流产生地球磁场。……P181P181古地磁的变向应用：地质年代测定古地磁变向的原因？非偶极型磁场变化学说(1964)偶极型磁场变化学说(1971)双偶极型磁场学说(1975)银河星系旋臂干扰学说(1974)地外天体撞击学说(1987)……2.1地球的质量和平均密度2.地球的质量和密度P182圈层上限深度（km)上限密度(g/cm3)下限深度（km）下限密度(g/cm3)地壳0152.83地幔153.3128785.62外核28789.89516112.70内核516112.70637113.002.2地球内部的密度P184,table3.地球的重力和压力重力——地球引力和自转惯性离心力的合力。P1843.1地面重力及其纬度分布地面重力因纬度而不同，为什么？地面上的引力两极最大、赤道最小。地面上的惯性离心力两极最小、赤道最大。地面上的引力和自转的惯性离心力，都因纬度而不同。如何不同法？重力随纬度增高而增大。P1840100020003000400050006371Km04008003.2地球内部的重力地面以上，重力随高度减小地面以下，重力因深度而变化F=GMm/r2如何变化？P186P185-186P186,Fig.6-273.3地球内部的压力来源——岩层的压力（重力）P1860100020003000400050006371Km020004000地内压力变化规律从地面到地心，地球内部的压力一直随深度的增加而增大。压力增大的速度因深度而不同。如何不同法？P186同一深度压力的大小相同（表层除外，因地球表面存在海洋和陆地的差异）P187,Fig.6-284.地球内部的温度和热源P1870100020003000400050006371Km020004000C。4.1地球内部的温度地温梯度：地内温度随深度而增加的速度地内温度随深度增加而升高，地心是全球最高温度所在；温度随深度升高的速度，却随深度的增加而降低。P188,Fig.6-294.2地球内部的热源和温度的演变地面热能来源：太阳+地球内部地球内部热源地内物质因受到压缩增温而放出热量；地内物质分异成地壳、地幔和地核过程中，重物质下沉轻物质上升，因降低重力位能而产生大量热能；地球自转速度减慢过程中所消耗的动能一部分转化为热能。地内放射性物质衰变放出热能；P188-189TheEnd