浅谈地球磁场变化因素
2017年新疆有色金属
浅谈地球磁场变化因素
马静
(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局测试中心乌鲁木齐830026)摘要关于地球磁场起源的假说，从最初的永久磁体说到双圆盘耦合发电机模型假说[1]、电磁理论等，本文通过对于电磁理论支撑的地磁场来源的讨论，提出地球磁场是多种作用下磁场叠加的结果，并从内因和外因两方面，浅谈地球磁场变化的因素。
关键词地球磁场电磁理论地磁变化
0引言
地球，人类赖以生存的家园，地球磁场影响着整个自然界。地球磁极并不是永恒不变的，它的磁极转变已经被科学家证实，通过岩石中保存的古地磁，更是证明了地球磁极的转变不止一次的发生，且时间长短没有规律。并且，目前根据科学家的严密观测，发现地球现有的磁场正在不断减弱[2]，显然，人类似乎正处在地球磁极变化的过程中。
1地球磁场起源理论发展
关于地球磁场起源的探索，早期历史上曾有来自北极星的传说，公元1600年前后英国吉尔伯托指出地球自身是一个巨大的磁体，它的两极和地理两极相重合，这一理论指出地磁场的起因在于地球内部。随着科学的发展，对于地磁场观测和地球结构的研究不断深入，对地球磁场的起源问题，提出了众多的假说，却一直没有一个令众人信服的结论。
这里按照历史发展，总结各有一定根据或设想的地球磁场来源学说：
⑴永磁体学说是最早提出的一种学说，认为地球内部存在巨大的永磁体，由这永磁体产生地球磁场。19世纪末，著名物理学家居里夫人发现磁石的物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。按照“居里点”的结论地球内部不能有一个永磁体，但是并不代表它最初不是一块永磁体。
⑵内部电流学说认为地球内部存在巨大的电流，形成巨大电磁体产生地球磁场，但是既未观测到这种巨大电流，而且巨大电流也会很快衰减，不会长期存在。
⑶电荷旋转学说（公元1900年，简写作1900）认为地球表面和内部分别分布着符号相反、数量相等的电荷，由地球自转而形成闭合电流，由此电流产生磁场，但这学说缺乏理论和实验基础。
⑷压电效应学说（1929）认为在地球内部物质在超高压力下使物质中的电荷分离，电子在这样的电场中运动而产生电流和磁场。但理论计算出这样的磁场仅有地磁场的约千分之一。
⑸旋磁效应学说（1933）认为地球内的强磁物质旋转可以产生地球磁场，但这种旋磁效应产生的磁场只有地球磁场的大约千亿分之一。
⑹温差电效应学说（1939）认为地球内部的放射性物质产生的热量，使熔融物质发生连续的不均匀对流，这样产生温差电动势和电流，由此电流产生地球磁场，但理论估计也同地球磁场不符合。
⑺发电机学说（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。
⑻旋转体效应学说（1947）是根据少数天体观测得到的经验规律，认为具有角动量的旋转物体都会产生磁矩，因而产生磁场。这一学说需要使用一无科学根据的常数，5年后又被提出这一学说的科学家根据精密的实验结果加以否定了。
⑼磁力线扭结学说（1950）认为在地球磁场磁力线的张力特性和地核的交叉自转，会使原始微弱的地球磁场放大，由此产生地球磁场。
⑽霍尔效应学说（1954）认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下，
会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流，由
此产生地球磁场。
⑾电磁感应学说（1956）认为由太阳的强烈磁活
动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过地球
内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流，
由此产生地球磁场。在这些学说中，只有发电机学图1
DOI:10.16206/https://www.360docs.net/doc/dc3751577.html,ki.65-1136/tg.2017.06.022
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地球磁场解读
地球磁场 众所周知，在地球上任何地方放一个小磁针，让其自由旋转，当其静止时，磁针的N极总指向地理北极，这是由于地球周围存在着磁场，称为地磁场。地磁场有大小和方向，所以是矢量场。地磁场分布广泛，从地核到空间磁层边缘处处存在。 根据磁场起源，地磁场分为内源场和外源场。起源于地球内部的磁场称为内源场，约占地球总磁场的95%。内源场主要来自地球的液态外核。外核是熔融的金属铁和镍，它们是电流的良导体，当地球旋转时，产生强大的电流，这些电流产生了地球磁场。地磁场总体像个沿地球旋转轴放置在地心的磁铁棒产生的磁场，它内源场的主要部分，也是地磁场的主要特征，占到总地磁场的80%~85%，称为偶极子场。内源场还有五个大尺度的非偶极子场，称为磁异常，分别为南大西洋磁异常，欧亚大陆磁异常，北非磁异常，大洋洲磁异常和北美磁异常，主要来源于地壳岩石产生的磁场。起源于地球外的磁场称为外源场，主要由太阳产生，它占了地球磁场的5%。
地磁场是个随时间变化的场，内源场引起的变化称为长期变化，有磁场倒转和地磁场向西飘移。地磁场每5000~50000年倒转一次，把与现在磁场方向相同的磁场称为正常磁场（磁场从南极附近出来，回到北极），把与现在磁场方向相反的称为倒转磁场，地质时期上出现了四个较大的倒转期，现在为布容正向期，往前有松山反向期，高斯正向期和吉尔伯特反向期。固体地球外部的各种电流体系引起的地磁场变化快，时间短，称为短期变化。短期变化又分为平静变化和扰动变化，其中平静变化包括太阳静日变化和太阴日变化，扰动变化包括磁暴、亚暴、钩扰、湾扰和地磁脉动。磁暴、钩扰、湾扰的发生与太阳活动有关，太阳活动高年，这些短期变化频繁发生，而且强度很大，变化剧烈。亚暴与极光有关。 地磁场能够反射粒子流，它把我们的地球包围起来，使我们免受高速太阳风的辐射和伤害，为我们提供了一个无形的屏障。 人们利用地磁场导航已经有四百年的历史了，现在发现鸽子，海滩，蝙蝠和乌龟等大量动物都用地球磁场来导航。
地球磁场
地球磁场 地球磁场 地球磁场言是偶极型的，近似于把一个磁铁棒 放到地球中心，使它的北极大体上对着南极而 产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重 合，存在磁偏角。当然，地球中心并没有磁铁 棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电 机效应产生磁场的。 简介 自然地球磁场图片 地球磁场The Earth magnetic field不是孤立的，它 受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太 阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空 间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分 是电离氢和电离氦。 因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场， 太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球 磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍 有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反 抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于 是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。[1] 地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很 远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤 道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁 力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性 片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公 里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力 线向着地球，南面的磁力线离开地球。 地球磁场 1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径 的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一 区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等 离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力 线向地球极区沉降，于是便出现了千姿百态、 绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球 磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形 激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。
2015全球变化与地球系统科学考试答案
2015全球变化与地球系统科学考试答案旧金山1906年发生了几级地震？1.0 分 A、 7.3级 B、 8.3级 C、 8.5级 D、 9级 正确答案：B 我的答案：B 2什么导致了雪球迅速融化？1.0 分 A、 板块运动 B、 地震 C、 太阳黑子 D、 温室气候 正确答案：D 我的答案：D 3地震预报三要素不包括哪个要素？1.0 分 A、 时间 B、 地点 C、 震级 D、 震源 正确答案：D 我的答案：D 4地质时代兽类大概多长时间就会灭亡一个种群？1.0 分 A、 1100年 B、 1000年 C、 900年 D、 800年 正确答案：D 我的答案：D 5液化一吨煤，需要从地下抽取多少吨水？1.0 分 A、
B、 6吨 C、 6.5吨 D、 7吨 正确答案：C 我的答案：C 6地震预报的三要素不包括1.0 分 A、 时间 B、 地点 C、 震级 D、 成因 正确答案：D 我的答案：D 7月球上的水来源于1.0 分 A、 木星 B、 水星 C、 金星 D、 彗星 正确答案：D 我的答案：D 8西方发达国家城市大气污染的三个阶段不包括哪个阶段？1.0 分A、 粉尘污染时代 B、 胺化合物污染时代 C、 二氧化硫、硫酸盐污染时代 D、 大气符合污染时代 正确答案：B 我的答案：B 9更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖。是谁的诗句？1.0 分A、 陈毅 B、 苏东坡 C、
D、 毛泽东 正确答案：D 我的答案：D 10证明印度大幅度北漂的是1.0 分 A、 海岸线形态 B、 生物分区 C、 古地磁 D、 古气候 正确答案：C 我的答案：C 11青藏高原的总体地势是1.0 分 A、 东北高，西南低 B、 西北高，东南低 C、 西南高，东北低 D、 东南高西北低 正确答案：B 我的答案：B 12青藏高原隆起的原因是1.0 分 A、 构造隆起 B、 热隆起 C、 构造隆起和热隆起 D、 以上都有 正确答案：C 我的答案：C 13月壤中的什么资源是人类最感兴趣的？1.0 分A、 氧化铝 B、 铁矿 C、 钛矿 D、 氦3 正确答案：D 我的答案：D
地球磁场大翻转
地球磁场大翻转
近日，科学家称地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15%，这有可能是地球磁场将反转、 两极颠倒的先兆。地球磁极反转真的会发生吗？地球磁极异常对地球人有影响吗？[详 细] [网友评论]
外媒： 地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响
地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15% 据英国《每日邮报》网站 1 月 27 日报道，科学家称，地球磁场在过去 200 年中已减弱 了 15%，这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆，而这将给地球及人类带来灾难性 影响。 科学家说，如果反转真的发生，地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模 停电。此外，反转还将导致地球气候发生剧烈变化，并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌 率大幅提升。[详细] 为什么会出现磁场反转？ 地球是一个各圈层差异旋转的分层地球，即地壳、上地幔、下地幔、外核和 内核旋转的角速度不同，其中内核快速旋转，由固态的铁组成，外核是黏滞性很 低的导电液态铁；在差异旋转及各种天体的作用力下，在外核尤其是内外核交界 处形成快速旋转的环形电流，从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈 层角动量交换，部分自转动能通过摩擦转变为热能，积累在外核，形成地球内部 唯一的液态圈层。与此同时，由于角动量交换，地核旋转变慢，地幔旋转变快， 圈层差异旋转方向发生反向变化，导致地球磁极倒转。所以，地磁变化与外核旋
转热涡流密切相关。根据人造卫星过去 20 年录得的磁场变化数据，发现在地下深 层产生地球引力的熔流，在接近南北极位置出现巨大旋涡，并以加强磁场逆转的 方向转动，因而削弱现有磁场，可能会导致两极易位。[详细]
调查
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1.您认为地球磁极会崩塌吗？ 会 不会 说不清 有影响， 引起气候、 地质等变化等 没
2.您认为地球磁极反转会对地球人造成影响吗？ 有影响，杞人忧天 点击查看结果>> 说不清
地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重 要因素
地球磁极变化将产生什么影响？ 人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶 然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电 磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发 生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带 的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。带有异种电荷的云团最容 易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干 旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的 干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区， 在正、负电异常的交界带，是高降水量区。当电磁异常区发生变动时，电场的强 度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区 发生。 谈到地质变化，地磁地电还与地震有密切关系，现在地震观测的一个重要手 段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理，举个例子，携带大量磁性粒子的地下 岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速，流向的改变将使地球固有板块的运 动规律发生变化，而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏，使地球 不同部位之间地温温差增大，这将会产生地震频率和强度的增加。 [详细] 磁场减弱将使南北两极海冰大量融化
全球变化对森林生态系统的影响
全球变化对森林生态系统的影响 目前，全球环境的变化逐渐加强了对土地利用/土壤植被覆盖方面的研究，而土壤植被的变化又会对区域的生物多样性和生态系统生产力、物种的适应能力产生更为深刻的影响。 2004年，在“全球变化与生态系统和生物多样性国际研讨会”上提出：地球经历了冰期与间冰期的演替，对生物圈产生了显著的影响。第四纪以来，由于人类进化与发展，对自然界的影响也越来越显著，全球环境发生了很大的变化。工业革命以来，全球变暖，森林砍伐严重，绿地减少，对地球的生命系统产生了巨大地威胁。Robert K. Dixon[1]等人（1999）指出，森林生态系统已对全球变化产生强烈的反馈作用。这在几个发达国家已经做了成功的研究，但是在发展中国家并没有研究到位。目前，已经有55个国家运用通用的方式与模型估算森林中的碳库，并预测未来全球变化对森林的影响。在将来，如果没有相应的保护管理措施与政治条例，那么各个纬度和地方的森林都会减少，温室气体则会增加。要解决这个问题，需从环境因素和人文因素两方面来控制。 浓度的增加和气候变暖，一方面可以增加植物的光合作用，延长生全球环境的变化，主要是CO 2 长季节，使一些地区更加适宜发展农业；另一方面，全球环境的变化，也可使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很适应这种变化，造成很大的损失，大范围的森林被破坏，大片农田受 及其他污染物的含量有所增到损害。Pekka E. Kauppi[2]等人（1992）指出：由于环境的变化而使CO 2 加，但是大气中污染物中有很多具有肥力，虽然它们也会对作物产生损害，但其对植物生长的促进能 浓度升高所引起的森林生态系统生态稳定性的力有时可以掩盖其对作物的破坏程度。另外，大气CO 2 浓度升高出现了额外多的C供应，这些额外多的变化会导致森林的结构和功能的变动。由于大气CO 2 C经大气一植物－土壤途径流动。赵平,彭少麟[3]等人(2001)研究了大气CO 浓度的升高与森林结构和 2 浓度升高对森林植物生长，冠层结构的影响，并对此引发的生物量功能的相互关系，探讨了大气CO 2 增量的分配，凋落物质量和根质量的变化进行了分析；最后指出：这些受影响的生物要素和生态过程会引起群落内植物间对资源的竞争关系发生变化，对资源竞争格局的变化最终将会导致森林结构和功能的改变。 气候变暖也是当今全球变化研究的一项重要内容。由人类活动所引起的温室效应及造成的全球气候变化和对全球生态环境的影响正越来越引起人们的关注。作为全球陆地生态系统一个重要组分，森林对未来气候变化的响应更是人们关注的重点。刘国华[4](2001)、王叶[5](2006)等系统地总结了全球气候变化对森林生态系统分布、生态系统生产力、森林树种以及森林土壤的影响，论述了未来气候变化对森林生态系统树种组成、林分结构、分布和生产力的潜在响应，指出了现阶段该领域研究中存在的一些问题，并对今后需要加强的一些核心问题与研究重点作了展望。气候变化对森林生态系统的正常运作产生了一定的干扰作用，但是干扰是森林循环的驱动力,它导致了森林生态系统时空异质性, 是更新格局和生态学过程的主要影响因素，可以改变资源的有效性，再者，干扰导致的林隙是森林循环的起点。王纪军[6]等（2004）回顾了目前研究森林演替的几种方法,即马尔科夫模型、林窗模型( GAP) 、陆地生物圈模型(BIOME) 和非线性演替模式等；介绍了气候变化对森林演替的影响;并在已有成果的基础上,提出了目前研究存在的问题及未来的发展方向。MARK EMMERSON[7]等人（2005）根据经验数据详细描述历年分布在社区的影响和方法，分析气候变化对食物链的影响，表明气候变化不仅仅取决于物种数量，还涉及到降水、养分循环和温度等属性。 目前，森林是地球表面最主要的植被类型之一，在全球变化的过程中具有不可替代的作用。全球的森林面积有4.1*109公顷，植被和土壤中含有1146皮克碳，其中37%在低纬，14%在中纬，49%在高纬。2/3以上的碳集中于土壤与泥炭沉积层中。低纬度的碳的总量变动较大，中高纬变动相对较小，
全球变化与地球系统科学
全球变化与地球系统科学绪论（一） 1 地球系统是指由地核、地幔、岩石圈、大气层、水层、生物圈相互作用而组成的统一体。正确答案：√ 2 钱学森何时提出建立地球表层学思想的人是 A、1981年 B、1982年 C、1983年 D、1984年 正确答案：C 3 中国航天事业的奠基人是 A、王淦昌 B、钱三强 C、钱学森 D、邓稼先 正确答案：C 4 地球系统科学作为一门独立科学的诞生时间是 A、1986年 B、1987年 C、1988年 D、1989年 正确答案：B 5 美国何时提出地球系统和地球系统科学概念 A、1980年 B、1981年 C、1982年 D、1983年 正确答案：D 6 地球系统科学以广义的“地球系统”为研究对象。 正确答案：√ 7 地学和天文学有密切的关联。 正确答案：× 8 在哪一年中国地质学会成立八十周年？ A、2000.0 B、2002.0 C、2007.0
正确答案：B 9 地球系统科学的研究包括找矿、环境、资源、灾害。 正确答案：√ 10 地学属于以下哪一类？ A、系统科学 B、社会科学 C、自然科学 D、应用科学 正确答案：C 11 地球系统科学即为传统的地学科学。 正确答案：× 12 地球系统科学以美国航天局出版《Earth system science》为标志而建立，这一年是哪一年？ A、1983.0 B、1985.0 C、1987.0 D、1990.0 正确答案：C 13 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》关于地球学的发展不包括以下哪条？ A、生命过程的定量研究和系统整合 B、核心数学及其在交叉学科中的应用 C、地球系统过程与资源、环境和灾害效应 D、太阳系研究 正确答案：D 14 1983年提出要建立地球表层学的思想的人是谁？ A、冯如 B、邓小平 C、李四光 D、钱学森 正确答案：D 15 温家宝是中国地质大学的校友。 正确答案：√ 16 狭义的地球系统是由地核、地幔、岩石圈、大气圈、水圈和（）相互作用而组成的统一体？ A、自然环境 B、生态系统 C、动植物
全球变化生态学答案
1.学习《全球变化生态学》这门课程的目的是？A、拓宽知识面B、增强环保意识C、全球变化与每个人息息相关 2.全球气候变化目前最明显的特征是全球气候变暖？√ 3.到目前为止，二氧化碳在大气中的浓度约为（）。C、万分之四 4. 5.生态学主要研究（）之间的关系。C、生物和环境 6.对全球生态变化影响较大的圈层主要有（）个。D、5 7.全球生态变化极易导致生态入侵现象的出现。（）× 8.“地球系统科学”在什么时间被提出？D、20世纪80年代 9.海底扩张学说提出于（）。A、20世纪60年代 10.最早提出大陆漂移学说的人是（）魏格纳。D、德国人 11.从狭义上来讲，全球变化主要是指（）的变化导致全球气候全景的变化。D、大气 12.20世纪70年代提出的地球系统科学开始将地球作为整体性的内容作为研究。（）× 13.20世纪后几十年全球变化研究发展的趋势之一是走向全球范围内的国际合作？√ 14.太阳辐射达到地球后，约有47%会被散射或反射到宇宙中。（）× 15.下列气体中不属于温室气体的是（）。D、氩气 16.国际保护臭氧层日是（）。D、9月16日
17.臭氧层的问题最早提出于（）C、1974年 18.所谓的臭氧层空洞其实是臭氧层变薄，而非真正的消失。（）√ 19.大气中二氧化碳的来源主要是化石燃料的燃烧及海洋的释放。（）× 20.“国际保护臭氧层日”是哪年决定的？C、1995年 21.全球每年约有（）平方公里耕地变为沙漠。C、50000-70000 22.在人类释放的二氧化碳气体中，现阶段只查明了约（）二氧化碳的去向。（）B、三分之二 23.中国人工林固定的二氧化碳占森林总固定量的（）。D、80% 24.土地荒漠化造成的潜在经济损失远大于直接经济损失。（）√ 25.区分扬尘和沙尘暴的标准是看能见度是否大于2公里。（）× 26.全球每年有50000平方千米-70000平方千米耕地变为沙漠。√ 27.受人类砍伐和火灾的影响，过去一万年中地球森林面积缩小了（）。D、三分之一 28.下列地区中不属于水资源严重缺乏地区的是（）。B、南美洲北部 29.陆地上的水资源占地球总水资源的（）。A、2.8% 30.20世纪末处于灭绝边缘的哺乳动物超过了400种。（）√ 31.物种灭绝是人类诞生以后才开始的。（）× 32.我国淡水资源总量列世界第三？×
全球变化与地球系统科学期末考试答案资料
《全球变化与地球系统科学》期末考试 一.单选题(共50题,50分） 1.法国罗纳河修的水坝落差有几米B A、5.0 B、6.0 C、7.0 D、8.0 2.第一次世界气候大会在哪一年召开？D A、1987.0 B、1983.0 C、1981.0 D、1979.0 3.中国不怕全球变暖的原因不包括哪条？C A、北方城市冬季供暖时间缩短，有利节能。 B、青藏高原霜冻期变短，有利农业生产 C、南方城市制冷所需能源加大 D、长江口潮差变化5米/年，大堤高6米。 4.地震波中的什么波破坏性大？C A、P波 B、压力波 C、面波 D、S波 5.Rodinia超级大陆形成于多少亿年前？B A、8亿年 B、9亿年 C、10亿年 D、12亿年 6.物质代谢的原料不包括哪种物质？D A、二氧化碳 B、水
C、氧气 D、氧化铁 7.一下灾害周期最长的是B A、地震和特大干旱 B、冰期和间冰期 C、特大洪涝灾害 D、厄尔尼诺与拉尼娜 8.（）学家认为青藏高原目前处在塌陷期。B A、古生物学家 B、构造地质学家 C、地理学家 D、气象学者 9.生物或其他群体居住地段所有的生态因素的总和叫做A A、生境 B、生物圈 C、生态环境 D、以上都不对 10.雪球地球事件结束时，火山释放气体使得二氧化碳在空气中的含量上升到当今水平的多少倍？A A、350倍 B、400倍 C、450倍 D、500倍 11.南水北调的中线长度为多少？D A、2000公里 B、1800公里 C、1600公里 D、1400公里 12.我国的目前大坝建设主要考虑（）B A、储水 B、发电 C、生态 D、气候
13.极端环境不包括（）。C A、高温 B、低温 C、高纬度 D、强酸 14.反射阳光最少的是B A、雪 B、海水 C、沙 D、植被 15.泥盆纪的偏心率：岁差是（）。D A、1：3 B、1：4 C、1：5 D、1：5.9 16.当前国际的先进技术可以通过基准、水准、重力、磁力和什么技术进行地震预测？A A、GPS定位 B、动物反应 C、气候变化 D、海拔变化 17.太平洋型大陆边缘不包括下列哪个特性？A A、洋壳与陆壳之间未发生俯冲 B、主动大陆边缘 C、有火山弧、地震 D、洋壳与陆壳之间发生俯冲 18.“新仙女木事件”发生在多久以前？A A、一万两千年前 B、两万两千年前 C、三万两千年前 D、四万两千年前 19.地震波中的纵波速度大概是多少kms？C A、6km/s
地球磁场经常变化的原因
地球磁场经常变化的原因 地球磁场，简言之是偶极型的，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它的北极大体 上对着南极而产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重合，存在磁偏角。当然，地球 中心并没有磁铁棒，而是通过电流在导电液体核中流动的电流的磁效应近似于电生磁产生 磁场的。 地球磁场 在地球45亿年的生命史中，地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。 地球的磁场并非亘古不变，它的南北磁极曾经对换过位置，即地磁的北极变化成地磁 的南极，而地磁的南极变成了地磁的北极，这就是所谓的“磁极倒转”。 人们在世界各地记录当地的地磁场方向和强度;后来科学家们又发现在火山熔岩和大 陆与海底的地质沉积物当中，能够找到更加久远的历史上的地磁记录。所有这些数据都告 诉我们，地球磁场的空间分布非常复杂，反映了它的产生机制也非常复杂，决不是可以简 单地想象为由一根南北向的磁铁棒所发出的;而地磁场的方向与强度在漫长的历史当中随 着时间而发生的变迁，也是充满了未解之谜。 地球磁极变化的最激动人心一幕是“磁极倒转”事件。在地球演化史中，“磁极倒转”事件经常发生。仅在近450万年里，就可以分出四个磁场极性不同的时期。有两次和现在 基本一样的“正向期”，有两次和现在正好相反的“反向期”。而且，在每一个磁性时期里，有时还会发生短暂的磁极倒转现象。 地球磁场的这种磁极变化，同样存在于更古老的年代里。从大约6亿年前的前寒武纪 末期，到约5.4亿年前的中寒武世，是反向磁性为主的时期;从中寒武世到约3.8亿年前 的中泥盆世，是正向磁性为主的时期;中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末，还是以正向 极性为主;白垩纪末至今，则是以反向极性为主。如果把地球的历史缩短成一天，在这期 间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转，一会儿指南一会儿指北。 在电影《后天》中我们曾看到这样的镜头，群鸟迅速迁徙甚至一头撞向墙壁，大如拳 头的冰雹砸向四处躲避的人群。电影为我们真实地展示了地球磁场易位对人类的危害。 地球为什么有磁场?磁场又为什么会反转? 第一种解释:地球磁场变化可能与来自地下的低频辐射有关 虽然人类已经进入21世纪，科学改变了我们的生活，但科学却还没有征服自然，更 多的时候它只是在记录那些不可思议的事情是如何发生的。例如，未知的地下低频辐射。
地球的磁场.
4 地球的磁场 4．1 地球磁场的基本特征和地磁要素 固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。根据地磁力线的特征，地球外磁场类似于偶极子磁场，即无限小基本磁铁的特征（图3-14a）。但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离。地磁极的位置也不是固定的，它逐年发生一定的变化。例如磁北极的位置，1961年在74°54′N，101°W，位于北格陵兰附近地区。1975年已漂移到了76.06°N，100°W的位置。 地磁力线分布的空间称作地磁场，磁力线的分布情况可由磁针的理想空间状态表现出来（图3-14b）。由磁针指示的磁南、北极，为磁子午线方向，其与地理子午线之间的夹角称磁偏角（D）。磁针在地磁赤道上呈水平状态，由此向南或向北移动时，磁针都会发生倾斜，其与水平面之间的夹角称作磁倾角（I）。磁倾角的大小随纬度增加，到磁南极和磁北极时，磁针都会竖立起来。地磁场以代号F表示，它的强度单位为（A／m）。地磁场强度是一个矢量，可以分解为水平分量H和垂直分量Z。地磁场的状态则可用磁场强度F，磁偏角D和磁倾角I这三个要素来确定。 地磁场的偶极特征也取决于磁力线从一个磁极到另一个磁极的闭合特征。在地球表层，这一闭合结构形成了一个磁捕获系统，捕获了大气圈上层形成的带电粒子而构成一个环绕地球的宇宙射线带，称作范艾伦带。范艾伦带的影响范围可达离地面65000km以上。由大气层上部约100～150km处气体发光而形成的极光，就是范艾伦带中的气体分子受电磁扰动的产物。沿着范艾伦带，极光可以在不到1秒钟的时间内，从一个受扰动的极区于瞬间传到另一个扰动极区，因此极光的爆发在北极区和南极区几乎是同时发生的。
全球变化与城市生态
全球变化与城市生态 摘要：城市地区是推动多尺度环境变化的热点。物质生产和人类消费的需求改变着从城市本身到地域性的土地利用与覆盖，生物多样性和水循环系统，同时城市垃圾排放影响着城市本身到全球性区域多个尺度的生物地球化学循环与气候。而对于城市本身而言，全球环境变化已被当地显著的环境变化所掩盖。城市生态学集自然科学和社会科学，研究如何根本性地改变当地环境及其对区域和全球影响等此些问题。现今城市可持续发展的问题和解决方案均面临着全球城市化不断发展的挑战。 人类现在正在经历一场引人注目的城市生活转移，然而1900年只有10%的全球人口是城市居民，现在这一比例超过50%，且在未来50年将增加更多(图1)。95%以上的全球净增长人口将在发展中国家的城市,这将接近今天大多数工业化国家80%的城市化水平。此外，个别城市发展到前所未有的规模，几乎所有新的大城市(>1000万，按照惯例)均出现在发展中国家(图1)。城市人口的增长伴随着经济增长和人口结构的变化，尤其是在人口众多的中国和印度。更多的生产需求需要附近和遥远的生态系统提供服务。 在20世纪的大部分时间里生态学家们避开城市地区，其结果是导致生态知识对解决城市环境问题作出的贡献甚微。然而,最近越来越多的生态学家与其他科学家、规划师和工程师合作，旨在了解并进一步形成此些优越的生态系统。随着在10年前建立在国家科学基金
会资助的美国城市研究项目和其不同于之前的努力(见第1部分引用的可支持在线材料)，城市生态学也已经开始改变生态学这门学科。城市生态学集成了自然科学和社会科学的理论和方法研究城市生态系统的模式和流程。城市生态进化的概念框架视城市为具有异质性和动态的景观与复杂、自适应性的社会生态系统。在该生态系统中，提供生态系统服务需链接多尺度下的社会和生态系统。 城市生态学家们寻求城市生态系统中的共性，认识城市生态系统内的社会生态是如何相互作用的，以及他们扮演着环境变化的驱动者和响应者。在此，我们专注于五大类型的全球环境变化与城市生态系统的相互影响(图2)：即土地利用和覆盖变化，生物地球化学循环、气候、水循环系统和生物多样性。我们认为城市本身为许多全球性变化的缩影，这些信息测试案例用于解释社会生态系统的动力学和响应变化。 城市化对土地利用和覆盖变化的影响 在过去的一个世纪前所未有的城市人口增长率发生在小于3%的全球陆地表面，但其影响是全球性的，有78%的碳排放，60%的居民用水，和76%的木材用于工业用途，这些都归因于城市(6)。土地变化用于建设城市和支持城市人口本身的需求，并驱动其他类型的环境变化(图2)。 城市居民依赖于生态系统的生产力和同化能力远远超出他们的城市边界——“生态足迹”一个城市成千上百次占领其所在区域——
地球的磁场及起源
地球的磁场及起源 摘要:本文对地磁场理论的确立,地磁场起源的探索做了回顾,并详细介绍了一种已被大多数人接受的地磁场起源的分析. 正文: 1.地球磁场理论确立 历史上，第一个提出地磁场理论概念的是英国人吉尔伯特。他在1600年提出一种论点，认为地球自身就是一个巨大的磁体，它的两极和地理两极相重合。这一理论确立了地磁场与地球的关系，指出地磁场的起因不应该在地球之外，而应在地球内部。1893年，数学家高斯在他的著作《地磁力的绝对强度》中，从地磁成因于地球内部这一假设出发，创立了描绘地磁场的数学方法，从而使地磁场的测量和起源研究都可以用数学理论来表示。但这仅仅是一种形式上的理论，并没有从本质上阐明地磁场的起源。 2.地磁场成因的一种解释 从地球具有的物质结构和运动方式来看，地球完全具备产生整体主磁场的条件，地球不仅能够产生电偶极性，而且地球内部电偶极性物质的运动也必然能够使地球产生和表现出磁场。 地球内部的电偶极性物质是什么呢？一方面，从物质的细微结构来看，物质是由原子构成的，每个原子都是一个内正外负的电偶极性球。另一方面，从地球物质的整体来看，也表现出电偶极性。 就单个的中性原子而言，不管整个原子相对于观测者是运动的还是静止的，只要核外电子的绕核旋转运动都是朝着一个方向，就能够使原子产生相对于观测者的磁场。按照传统观点的分析，对于一般的中性原子，由于核外电子绕核的旋转运动都不是朝着相同的方向，而是杂乱无章的无规则运动，所以单个的原子对外是不显磁性的。在核外电子无规则运动的情况下，不仅单个的原子对外不显磁性，由许多原子构成的质量较大的整个中性物体也不对外显示磁性。但是如果在一定的条件下当每个原子中的全部或者部分的核外电子都按照相同的方向绕核旋转运动时，形成一种环形电流，或者核外电子与原子核相对于观测者的非同步运动形成一种电流，如自转运动的地球在自身万有引力作用下在其内部形成的这种电流运动，就能够对外显示磁性。 与传统分析不同的是，当我们考虑到地心的万有引力作用时，电子绕核旋转表观上的无规则运动遵循着一定的统计规律，这对于我们认识地球物质磁场的起源是非常重要的。 地球物质是由原子组成的，原子是由原子核和位于原子核外的电子组成的。从单个原子的结构特征和运动状态来看，每个原子都是一个内正外负的电偶极子球，带负电的核外电子绕着带正电的原子核旋转。那么地球物质原子中的电子绕核旋转有没有某种规律性呢？按照万有引力起源于电性力的理论角度分析，地球上处于相同位置的电子和质子在相同的地球万有引力（电场力）作用下必然出现位置偏离或者分层现象，由于电子的质量比质子的质量小将会获得更大的加速度朝着地球质心的方向偏移，核外电子虽然在原子核的电场力作用下做
全球变化的生态系统适应性
第19卷第4期2004年8月 地球科学进展 A DVAN CE S I N E AR T H S C I E N C E V o l.19 N o.4 A ug.，2004 文章编号：1001-8166（2004）04-0642-08 全球变化的生态系统适应性* 周广胜1，2，许振柱1，王玉辉1 （1．中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室，北京 100093； 2．中国气象局沈阳大气环境研究所，辽宁 沈阳 110016） 摘 要：全球变化的适应性研究已经成为全球变化研究的重点，亦是制定全球变化适应对策的关键。基于全球变化的定义，从生态系统对全球变化适应的4个方面：①对大气C O2浓度变化的适应性；②对气候变化的适应性；③对C O2浓度与气候变化协同作用的适应性；④对人为干扰的适应性，综述了当前的研究成果，进而提出了未来关于全球变化的生态系统适应性研究需要重视的方面，尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。 关 键 词：全球变化；适应性；C O2浓度；U V-B；人为干扰 中图分类号：Q142．9 文献标识码：A 全球变化已经发生，并将继续到可预见的未来。全球变化不仅通过大气C O2浓度的变化直接影响植物的光合作用，进而影响生态系统的不同层次，而且通过对气候的影响，间接地影响生态系统的不同层次，从而直接影响人类的生存与可持续发展。为最大限度地减小全球变化的不利影响，利用全球变化的有利方面，迫切需要弄清全球变化背景下关键生态因子与不同尺度上陆地生态系统的相互作用，揭示其适应的机理，亦即弄清全球变化下的生态系统适应性是制定全球变化对策的关键。全球变化是指由于自然和人为的因素而造成的全球性的环境变化，主要包括大气组成变化、气候变化以及由于人口、经济、技术和社会的压力而引起的土地利用的变化3个方面。为此，生态系统对全球变化的适应性主要表现在4个方面，即：①对大气C O2浓度变化的适应性；②对气候变化的适应性；③对C O2浓度与气候变化协同作用的适应性；④对人为干扰的适应性。本文将就近年来关于全球变化的生态系统适 应性研究的新观点、新认识和新进展进行评述，进而探讨未来的研究重点。 1 生态系统对大气C O2浓度变化的适应性 1.1 生态系统对C O2浓度变化的适应性 光合作用：C O2浓度升高具有短时间的激发效应，特别是光合作用的应急响应较为明显［1］，一般将导致光合速率升高，但不同物种的增加幅度不同［2，3］。通常，植物的光合速率在C O2浓度增加初始阶段将显著增加，但随着时间的推延，光合作用的增加速率有下降的趋势，亦即所谓的“光合下调”现象，这可能是因为植物光合作用速率升高引起光合作用产物大量累积，超过了植物光合作用的传输速度，从而限制了与光合作用密切相关的氮素的上传，导致光合作用速率的下降。如高C O2浓度下小麦（T r ti c um a es ti v um L.）叶片光合速率随1，5二磷酸核酮糖羧化酶（R ub i s c o）含量和活性的降低而下 * 收稿日期：2004-02-11；修回日期：2004-02-27． *基金项目：国家重点基础研究发展规划项目“我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究”第7子项目“典型生态系统对干旱化的适应和调整机制的观测和模拟研究”（编号：G1999043407）；中国科学院知识创新工程重要方向项目“我国关键地区全球变 化的生态安全机制与调控”（编号：K S CX2-1-07）；国家自然科学基金项目“中国东北样带典型生态系统碳循环的过程与机 理”（编号：40231018）资助． 作者简介：周广胜（1965-），男，江苏省高淳县人，研究员，主要从事全球生态学、全球变化与陆地生态系统以及大气科学研究．E-m a i l：z hougs ＠p ub li c 2. b t a. n et. c n
2017《全球变化与地球系统科学》尔雅期末答案
2017年尔雅《全球变化与地球系统科学》期末考试答案 一、单选题（题数：50，共 50.0 分） 1 月球上的特殊环境不包括（）。（1.0分） 1.0分 ?A、 超高真空 ? ?B、 无磁场 ? ?C、 弱重力 ? ?D、 大气流动 ? 正确答案：D 我的答案：D 答案解析： 2 汶川地震前表现的异常是（）。（1.0分）
1.0分 ?A、 卫星热成像 ? ?B、 大量前震 ? ?C、 重力变化 ? ?D、 地磁场变化 ? 正确答案：A 我的答案：A 答案解析： 3 地球内部的结构不包括（）。（1.0分）1.0分 ?A、 地壳 ?
?B、 地核 ? ?C、 地壤 ? ?D、 地幔 ? 正确答案：C 我的答案：C 答案解析： 4 白垩纪末期距今大概多少年？（）（1.0分）1.0分 ?A、 五千万年 ? ?B、 两亿年 ? ?C、
一亿五千万年 ? ?D、 一亿年 ? 正确答案：D 我的答案：D 答案解析： 5 三峡水坝的问题主要在于（）。（1.0分）1.0分 ?A、 国家财政 ? ?B、 生态问题 ? ?C、 自然地理环境 ? ?D、 经济开发程序问题
? 正确答案：C 我的答案：C 答案解析： 6 生物多样性不包括（）。（1.0分）1.0分 ?A、 遗传多样性 ? ?B、 物种多样性 ? ?C、 生殖多样性 ? ?D、 生物群落系统多样性 ? 正确答案：C 我的答案：C 答案解析： 7 生物代谢的原料不包括（）。（1.0分）
1.0分 ?A、 二氧化碳 ? ?B、 氧化铁 ? ?C、 水 ? ?D、 氧气 ? 正确答案：B 我的答案：B 答案解析： 8 月球上不存在的岩石是（）。（1.0分）1.0分 ?A、 月海玄武岩 ?
全球变化与地球系统科学期末考试答案 2
读书破万卷下笔如有神 《全球变化与地球系统科学》期末考试 一.单选题(共50题,50分） B 1.法国罗纳河修的水坝落差有几米 A、5.0 B、6.0 C、7.0 D、8.0 D 2.第一次世界气候大会在哪一年召开？ A、1987.0 B、1983.0 C、1981.0 D、1979.0 C中国不怕全球变暖的原因不包括哪条？3. A、北方城市冬季供暖时间缩短，有利节能。 B、青藏高原霜冻期变短，有利农业生产 C、南方城市制冷所需能源加大 D、长江口潮差变化5米/年，大堤高6米。 C 4.地震波中的什么波破坏性大？ A、P波 B、压力波 C、面波 D、S波 B超级大陆形成于多少亿年前？5.Rodinia A、8亿年 B、9亿年 C、10亿年 D、12亿年 D物质代谢的原料不包括哪种物质？6. A、二氧化碳 水、B． 读书破万卷下笔如有神 C、氧气 D、氧化铁
B 一下灾害周期最长的是7. A、地震和特大干旱 B、冰期和间冰期 C、特大洪涝灾害 D、厄尔尼诺与拉尼娜 B 8.（）学家认为青藏高原目前处在塌陷期。 A、古生物学家 B、构造地质学家 C、地理学家 D、气象学者 A 9.生物或其他群体居住地段所有的生态因素的总和叫做 A、生境 B、生物圈 C、生态环境 D、以上都不对 A雪球地球事件结束时，火山释放气体使得二氧化碳在空气中的含量上升到当今水平的多少倍？10. A、350倍 B、400倍 C、450倍 D、500倍 D南水北调的中线长度为多少？11. A、2000公里 B、1800公里 C、1600公里 D、1400公里 B我国的目前大坝建设主要考虑（）12. A、储水 B、发电 C、生态 D、气候 读书破万卷下笔如有神 C。13.极端环境不包括（） A、高温 B、低温 C、高纬度 D、强酸
《全球变化与生态系统生态学》课程简介
课程编号： 课程名称（中文）：全球变化与生态系统生态学 课程名称（英文）：Global Change and Ecosystem Ecology 学分数/学时数：2/2 开课单位/开课学期：生科院/第六学期 课程类别：公共必修课 面向专业：生态学 课程负责人：彭少麟教授、李鸣光教授 课程内容简介（中文）： 本门课程是生命和环境科学领域的基础知识内容。通过本课程的教学与一定的实践训练，使学生熟悉当前生态系统生态学和全球变化生态学的知识、发展趋势、研究方法与手段，为进行相关领域研究提供基础理论与方法。本课程主要分为2部分，前半部分为生态系统生态学，主要讲述生态系统的概念、原理、结构、功能、类型和管理；后半部分为全球生态学，主要涉及全球变化的概念、形成原因与预测，全球变化对陆地生态系统的可能影响与预测的主要理论与研究方法，陆地生态系统对全球变化的响应与适应对策等。主要内容： 1. 生态系统生态学 1.1 生态系统的概念 1.2 生态系统的结构、原理 1.3 生态系统的功能 1.4 生态系统的类型 1.5 生态系统的管理 2. 全球变化生态学 2.1 全球变化的特征 2.2 全球变化的驱动力 2.3 全球变化与植被－气候关系 2.4 全球变化与陆地生态系统 2.5 全球变化与水生生态系统 2.6 全球变化的生物圈模型 2.7 全球变化的适应对策 2.8 全球变化的重要事件
课程内容简介（英文）： The content of this course is the basis of theory for live science and environment science. After course teaching and course practical, the students know well the knowledge, developing tendency and research means in ecosystem ecology and global ecology. The course divides into two parts. The first is ecosystem ecology. It includes mainly the concept, elements, structure, function 功能、type and management of ecosystem. The second is global change ecology. It deals mostly with the concept and the driving factors of global change, the effect of global change on main ecosystems with varied types, the models and prognostication of global change, the response, feedback and adaptability of ecosystem on global change. The content is as follow: 1. Ecosystem Ecology 1.1 the concept of ecosystem 1.2 the structure and principle of ecosystem 1.3 the function of ecosystem 1.4 the types of ecosystem 1.5 ecosystem management 2. Global Change Ecology 2.1 the attribute of global change 2.2 the driving factors of global change 2.3 the relationships between vegetation, climate and global change 2.4 global change and terrestrial ecosystem 2.5 global change and aquatic ecosystem 2.6 modeling of global change 2.7 the adaptability and countermeasure of global change 2.8 the significant circumstance of global change 课程名称（中文）：遗传学 课程名称（英文）： genetics 学分数/学时数：2/3 开课单位/开课学期：生命科学学院/第六学期
地球磁场的作用
地球磁场的作用 2010-04-17 18:03:27来自: yes girl (武汉) 有效地阻止了太阳风长驱直入，形成磁层 产生极光 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向 人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏 影响无线电波的传播 （with太阳黑子）远距离通讯 从太阳发出的强大的带电粒子流（太阳风），会受到地磁场的作用发生偏转而偏离地球 维持地球的大气成份 生命的存在（地球“保护伞”--宇宙射线） 如果人体长期顺着地磁的南北方向可使人体器官细胞有序化,产生生物磁化效应,使生物电得到加强,器官机能得到调整和增进,从而起到了良好的作用 在自然界，任何物质都是由分子、原子组成的，包括人，不论它们的内部结构如何，原子和分子的电子在其轨道上运动和自旋运动。按照现代量子力学理论，每个带电粒子周围都有一层由它自 己不断发射又不断回收的虚电子云，一直延伸到无限远。当其中某个虚光子被其他粒子吸收时，就 实现了这两个粒子之间的电磁相互作用。几乎所有实物都能带电，有的能形成内部循环电流，有的 电荷只在物体的表面，但都能表现出由分子、原子产生的磁性，都能对磁场产生影响，因此，也可 以说所有实物都有磁性。但大多数物质的磁性都非常弱，只有少数物质，如铁、镍、钴和某些合金 磁性才较强，也有一类物质产生微弱排斥，为抗磁性物质。 介质受外磁场作用而磁化，产生磁化电流，此电流又激发一附加磁场。 自然界有一部分物质，如铁、镍、钴和某些合金等，它的磁场强度其值可达数量级以上。在原子内，几乎所有电子的自旋磁矩取同向排列，因而，使原子呈现磁性。物质中有许多小磁畴，磁 化已达到了饱和状态，这种物质叫铁磁质，也叫强磁质。被磁化后，介质附近有很强的磁性。 有一部分物质，在外磁场的作用下，磁矩取外磁场方向排列的分子占优势，各分子的磁效应不再完全抵消，介质内部磁化强度M不为零，产生了附加磁场，于是，介质呈现宏观磁性，但是 弱磁性。 还有一部分物质，在外磁场的作用下，产生一个附加磁矩,其方向总是与外磁场方向相反，起着抵消外磁场的作用，介质呈现着宏观的抗磁性,表现为排斥性。 磁场的产生有两个途径，一个是由磁性物质激发磁介质，使磁介质磁化而产生的磁场和磁性； 另一个是由电流或运动电荷激发磁场和物质的磁性。 人与有磁性的物质接触或相接近，人就会受到磁场的作用。 对神经系统的作用: 对磁场作用最敏感的是神经系统，而其中又以丘脑下部和大脑皮质最为敏感。磁场对动物条件反射活动主要是抑制作用，脑电图表现为大脑个别部位慢波和锤形波数目增加，在行为中伴有抑制 过程占优势。在磁场作用后观察动物脑髓的超微结构，发现神经细胞体的膜结构、突触和线粒体有 变化，而轴突的结构较稳定。