地球物理學概論

1、地球物理學概論,海洋與地球科學學院吳健生,第一講 緒論,地球物理學的研究對象，研究內(nèi)容，方法特點，與其他分支學科的關(guān)系及其在經(jīng)濟與社會發(fā)展中的重要作用等方面,一、地球物理學是以地球為研究對象的一門現(xiàn)代應用物理學。,地球物理科學的研究對象就是地球。地球物理科學是研究地球的物理性質(zhì)、地球自身產(chǎn)生的物理現(xiàn)象。認識地球(揭示地球本身的結(jié)構(gòu)、探索地球的演化過程、總結(jié)地球形成演化過程中的基本規(guī)律)。資源探查、環(huán)境保護、災害防治(國民經(jīng)濟

2、建設(shè))。,1、空間地球物理學與固體地球物理學,將地球作為一個天體來研究，這便確定了固體地球物理學和天體物理學之間的關(guān)系。地球物理學：固體地球物理學空間地球物理學,,地球上有大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈其大氣圈、水圈和生物圈都有相應的研究學科，如空間地球物理學、大氣物理學，水文學，物理海洋……在地球科學領(lǐng)域里，地球物理學通常就指固體地球物理學。,2、固體地球物理學的研究內(nèi)涵,大體上可以分為以下七個方面： (1)彈性波場

3、：地震波 (天然和人工源，包含核爆炸) 在地球內(nèi)部的傳播。 (2)重力場：地球內(nèi)部物質(zhì)產(chǎn)生的引力場。 (3)磁力場：地球內(nèi)部磁性物質(zhì)產(chǎn)生的引力場。 (4)電磁場：主指地球的直流電場和電磁感應場。 (5)地熱場：主指地球的溫度場和大地熱流。,,(6)物理化學場：即放射性場； (7)地球運動學和動力學：即通過綜合地球物理場分析來研究地球系統(tǒng)和其深部的介質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成、狀態(tài)及物質(zhì)的運動，特別是深部圈層

4、耦合、地球內(nèi)部物質(zhì)與能量的交換及其深層動力過程。,,,二、固體地球物理學功能,固體地球物理學是地球科學重要分支，其功能是：認識地球、資源勘察、地質(zhì)災害防治、保護生態(tài)環(huán)境。其中認識地球，特別是認識地球內(nèi)部物質(zhì)運移、物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、 深層過程與動力學機制，是地球物理學，也是地球科學的最根本的任務。,1、認識地球的重要性,地球在給人類帶來“福音”和生存空間的同時，也給人類帶來了無窮的災難。地球的演化過程、地質(zhì)活動不可避免的會對地球上的動植

5、物的生命活動過程，對人類活動發(fā)生影響。自然資源的開發(fā)、利用在使人類的物質(zhì)文明發(fā)展的同時，也使地球的生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，使地球上的某些演化過程加速，可能造成某些地質(zhì)變化和災害。如由于使用化石燃料產(chǎn)生的CO2持續(xù)升高而使全球大氣層變暖的過程加速，繼之而來的土地荒漠化問題、淡水資源的匱乏及污染問題。,,地球上有些局部的短時間的地質(zhì)活動也會造成極為嚴重的生態(tài)環(huán)境變化，甚至使局部區(qū)域內(nèi)全部生命死亡，人類活動停止。人類歷史上的大地震，尤其是20世紀

6、發(fā)生的若干次大地震，以及伴隨地震發(fā)生的海嘯等自然災害和火災等災害，都是自然界的變化在短時間內(nèi)引起生態(tài)環(huán)境的惡性變化的事例。我國云南祿勸的一次山體滑動毀滅了幾個村鎮(zhèn)；臺風掃過，使智利沿海村鎮(zhèn)蕩然無存； 1976年的唐山強烈地震(7．8級)，不過幾秒鐘就使99％的房屋倒塌，24萬余人喪生，16萬余人受傷，整個城市被毀，造成了不可估量的經(jīng)濟損失；,04年年底印度洋大地震發(fā)生后，結(jié)果引發(fā)了04年12月26日發(fā)生的東南亞大海嘯。,英國專家利

7、用高清晰度的多束激光聲吶對海底進行了掃描，這些圖片顯示，受地震影響，印度洋海底中高達1500米的山脊已出現(xiàn)了巨大的倒塌，并形成數(shù)公里寬的山崩地段?？茖W家初步評估，地震發(fā)生時，印度和緬甸兩塊板塊構(gòu)造突然運動相碰時，印度板塊構(gòu)造被向下擠壓，造成海床隆起一道山脊，海水因此向上涌出，結(jié)果引發(fā)了12月26日發(fā)生的東南亞大海嘯。圖片顯示，受地震影響，印度洋海底山脊已倒塌，并形成數(shù)公里寬的山崩地段。,,,,海嘯往往是由于大洋底部深層發(fā)生強烈地震引起的

8、。地震震波可傳到很遠的地方引發(fā)海嘯。,12月26日發(fā)生的東南亞大海嘯遇難人數(shù)：,印度尼西亞：238,945　　斯里蘭卡：30,957　　印度：16,389　　泰國：5,393　　馬爾代夫：82　　馬來西亞：68　　緬甸：61　　孟加拉：2　　索馬里：298　　坦桑尼亞: 10　　肯尼亞：1　　總計：292,206　　(注：該統(tǒng)計數(shù)字包括印尼127774名失蹤人員及印度5640名失蹤人員；為避免重復計算，該數(shù)字沒有

9、包括泰國的3071名失蹤人員，斯里蘭卡的5637名失蹤人員也沒有計算在內(nèi)。),,,這是1960年4月智利瓦爾迪維亞遭受強烈地震的資料照片。這次地震就在太平洋另一側(cè)的日本引發(fā)海嘯，造成數(shù)百人死亡。,,又例如，發(fā)生在公元79年8月24日的維蘇威火山爆發(fā)，使在距離那不勒斯西南23km處的龐貝(Pompeii)古城在極短時間內(nèi)毀滅，全城生命瞬息死滅：先是火山噴發(fā)出的熔巖碎塊、浮石和其他火山巖屑將龐貝城埋了3m多深，全城房舍均遭滅頂，隨后火山灰塵

10、落如雨，積灰又厚達3m，全城居民和動物多數(shù)是被火山灰悶死的。這是有歷史記錄并被考古發(fā)掘證實的地質(zhì)活動引起生態(tài)環(huán)境急劇變化的事例。,,,,,,,從大的地質(zhì)時空演變尺度來說：,地球表面的海陸變遷，氣候變異(冰期)等地質(zhì)演化過程(時間變化過程以數(shù)百萬年計，空間范圍則是地球的全部或大部)會使某些生物滅絕，而另一些生物繁衍。這種地質(zhì)活動對地球上生物的生命活動的影響是全球性的、長時間的。但是對這類地質(zhì)演化過程對生態(tài)環(huán)境的影響側(cè)重在有人類活動以前(如