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从地球物理的构成来看 , 分为两类 , 一类是关于大范围、一般原则的 , 称为理论地球物理;二是寻找石油、金属、非金属矿 , 或者是其他地质问题 。 很明显 , 理论上的物理是实用的先决条件 , 而最重要的就是基础 。
地球形体和引力的配重原理
在我们的太阳系里 , 地球是一个有旋转和旋转的星球 。 通常来说 , 地球的外形是一个椭圆的球形 , 它的两极稍微平坦 , 而赤道则略微凸起 。 地球的形状是地球测量和地球物理的共同目标 , 它的目标是利用几何、重力和空间技术来测量地球的形状、大小、地面点的位置和重力的细微构造 , 地球的形状主要取决于地球的重力和自转所产生的离心力 , 地球的形状与地球的形状很接近 , 它的长度是6378136米 , 平面是1∶298.257 。 从理论上来说 , 地球的外形就是地球的表面 , 不过由于它的表面非常复杂 , 因此在科学上 , 人们通常将它的地平线和它向内延伸的地平线作为研究对象 , 因为它与地表的形状非常相似 , 而且在物理上也很重要 。 然而 , 地面水准面并不是一个单纯的数字平面 , 它不能直接进行测量和处理 。 而在力学上 , 若地球为均匀的自转 , 则其平衡形态应为一个转动的椭圆 。 因此 , 我们又提出了一种近似地球水准面的方法 。 为了决定这个椭圆 , 我们只要知道它的形状参数(长轴a , 扁率α) , 以及重力常数GM和旋转角度速率ω 。 距离地面最近的一个椭球体叫做“平均球体” 。 如果能够测定地球水平面与这个椭球面的距离 , 也就是地球水准面与地球水平面的距离(地球水准面的距离N)以及倾斜(垂线的偏移θ) , 就可以完全确定地球水准面的形状 。
地球的重力源自牛顿的引力定律 , 宇宙中的任何两个质点 , 都是互相吸引的 , 它们的引力和它们的质量乘积 , 和它们的距离的平方成反比例 。 地球上的引力约为980 Gal , 地球上的引力为978 Gal , 地球上的引力为983 Gal 。 由于地球的极曲率和星期天的移动 , 引力从赤道到两极都有增加的倾向 。 重力的大小和方向仅取决于引力的位置 , 在理论上是恒定的 , 但是引力是随着时间的推移而改变的 , 也就是说 , 同一点的引力在不同的时候会产生不同的引力 。
【浅谈几个典型的地球物理学原理】地震与地球内部弹性波的传递
地震波是一种在地下传播的振动 , 它与岩石的弹性关系密切 , 通常认为它是一种完全的弹性材料 。 在计算地震波时 , 可以将地球介质视为全弹性体 , 并将其视为各向同性 。 而在地震波理论中 , 一般认为地球介质为均匀、均匀、全弹性介质 , 这是一个简单的假设 。 实验表明 , 该假设能极大地简化计算 , 而且在大部分情况下都能获得较好的计算结果 。 地震波在地球内部的传播 , 目前有两种主要的方法:动态和运动学 。 动态法主要研究了平面波在平面处的反射、折射、均匀半空间和平行层状空间的面波、球对称模式下的地球自由振动问题 。 这种方法比较复杂 , 所以在本书中就不作介绍了 。 本文介绍了第二种方法:运动分析法 , 即把波方程分解为光波传播的光波 , 利用地震波的概念 , 来分析地震波在地球内部的运动特性 。
惠更斯定律 , 在这种情况下 , 点振源在均匀弹性介质中 , 会产生球面波 , 并向四周扩散 , 在距离 r趋于无限大时 , 球面波前方的半径较大 , 而曲率较低 , 这时 , 球面波转变为平面波;第二 , 费马定律 , 地震波沿着光线的行进时间(传播)最短 , 换句话说 , 波始终沿着所用的行程最短的路线传播 。
简而言之 , 惠更斯从波的前方描述了波在媒质空间中的运动 , 费玛定律从波的角度描述了波的运动 。
地球磁场与地电特性
地球磁力是一种围绕着地球的空间分布的磁力 。 地球的磁场与位于地球中央的磁偶极的磁场相似 。 其磁极南极基本上是指地理上的北极 , 而磁极则是南极 。 其磁力线的分布特征为:靠近赤道的磁场方向呈水平方向 , 靠近极点的位置与地面垂直 , 由于多种因素的作用 , 地球表面的磁场会随着时间的推移而改变 。 地球磁场分为两大类:基础磁场和可变磁场 。 基础磁场是地磁的主体 , 发源于地球内部 , 相对稳定 , 是一种静态磁场 。 变磁场是由地球内部产生的各种不同的短期磁场的组成 , 其强度相对较弱 。 地球磁场的变动可以分为两种 , 一种是宁静的 , 一种是干扰的 。 地球的磁场强度在0.5到0.6高斯之间 。
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