《固体地球物理学概论》最新2014年复习提纲要点

《固体地球物理学概论》复习重点

(010111，011111班，011112等班，2014年4月) 考试时间：2014年5月9日（周五）晚上19:30-21:30

考试地点：教1-205, 305

编者：

Zhang.Wei-Qi ,Geoscience faculty,China University of

Geoscience,2014

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、地球物理学是入地的窗口：根据地球物理学资料，可以间接探知地球深部；

2、地球物理方法的反演具有多解性；

3、地球物理方法是间接地获取地质信息，即地球物理学的间接性；

4、地球物理学通过建立模型，简化复杂客体，反映客体本质；

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部分通过地球物理学探知的结论可靠性较高，而有一些则较低；

4、地球物理学与地质学的比较

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→星云盘→尘层→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。

（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，聚集成星子。

(5)行星（胎）的形成：初始星子频繁碰撞，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。

ρ＞ρ0＝4M/(a^3)。式中ρ0称为罗奇密度，上式称为聚集条件。如果ρ<ρ0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，促进地球发生圈层分异，进而地球就分异成地核和地幔。

(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，即陆壳。30—40亿年前，地球受到星子撞击影响，原始地壳分异，形成原始洋壳。

(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——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(900)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。这一现象证明了地球的自转。

3、地球自转的特点是什么?

解：

1.转轴取向稳定

2.自转速度稳定

3.地球自转会发生均匀变化。由于于外部日月星辰的引力作用、地球表面覆盖海洋和大气、地球形状轴与自转轴不重合和地球内部结构与运动等，引起地球转动速度或转轴方向都发生微小的变化。

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。

5、简述地球自转与地球物理现象的联系

解：

地球自转与地震的关系：地球自转速率的变化可能是全球地震活动的一种主要的动力来源。因为岩石圈是由不同的块体组成，地球自转速率变化时，就会造成这些块体运动的差异性。地球自转速度变化可能会引起地球的形变；

第四章地球形状与重力