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第六章　地球的结构和物理性质

第六章　地球的结构和物理性质. 地球的形状和大小. 地球的结构. 地球的物理性质. 有关地球的图片. 第一节　地球的形状和大小. 对地球形状的表述. —— 大地水准面. 与静止海面重合并延伸到大陆以下的水准面。. 对地球形状的认识. N. 6357km. 6378km. S. 　　　　大地水准面. 参考扁球体. 大地水准面的形状. 参考扁球体. +10m. 与大地水准面最为接近的扁球体. 赤道半径ａ＝ 6378km 极半径　ｂ＝ 6357km 扁率　　ｆ＝ 1/298. -30m. 大地水准面的形状. 北半球较细长　Ｎ +10m

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第六章　地球的结构和物理性质

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Presentation Transcript

  1. 第六章　地球的结构和物理性质 • 地球的形状和大小 • 地球的结构 • 地球的物理性质

  2. 有关地球的图片

  3. 第一节　地球的形状和大小 • 对地球形状的表述 ——大地水准面 与静止海面重合并延伸到大陆以下的水准面。 • 对地球形状的认识

  4. N 6357km 6378km S 　　　　大地水准面 参考扁球体 大地水准面的形状 • 参考扁球体 +10m 与大地水准面最为接近的扁球体 赤道半径ａ＝6378km极半径　ｂ＝6357km扁率　　ｆ＝1/298 -30m • 大地水准面的形状 北半球较细长　Ｎ +10m 南半球较粗短　Ｓ －30m

  5. 球体 • 扁球体 • 不规则的扁球体 对地球形状的认识 平面：地方如棋局 曲面：远方的船只极星的高度 球体：毕达哥拉斯——哲学 　　　亚里士多德——月食

  6. 远方的船只

  7. 极星的高度 北极星 北极星

  8. Ｒ＝6371km 球体 不规则 地球是一个球体 • 表现：各地具有相同的曲率。 经过反复测量，球心角１０所对应的弧长 在各地均约为111km，说明曲率相等。 • 原因：天体自引力 自引力 > 分子内聚力 自引力 < 分子内聚力

  9. 表现： • 原因： F2 F F 球半径随纬度的升高而减小 自转惯性离心力 F1 F1 F2 地球的赤道半径和极半径 地球是一个扁球体

  10. 经圈并不是严格的椭圆南北半球也不对称 • 表现： • 原因： 地内物质分布不均 物质密集区，重力大，地面高度相应较低， 物质稀疏区，重力小，地面高度相应较高。 地球是一个不规则的扁球体

  11. R=6371km 第二节　地球的结构 • 外部圈层 大气圈水圈岩石圈生物圈 • 内部圈层 地壳　地幔　地核

  12. 大气圈 • 成分：以氮、氧为主 • 分布： 没有明确上界 主要集中在离地面10km高度的对流层内

  13. 水圈 　　由地球上的海水、地表水和地下水构成的一个连续但不规则的圈层。

  14. 岩石圈 软流层 岩石圈 50km 250km 包括地壳和上地幔顶部，由坚硬的岩石组成，构成固体地球的外壳。

  15. 生物圈 　　地球上存在着生命活动的区域，包括岩石圈的上部、大气圈的底部、水圈的全部。

  16. 地球的内部结构 • 探测地内结构的途径——地震波 地震发生时，岩石产生弹性振动，这种振动在地球内部物质中的传播叫地震波。 • 界面：波速发生急剧变化的面 • 地球内部分层

  17. 纵波（P波） 振动方向与传播方向一致的波。 速度较快，且Ｖ固>Ｖ液>Ｖ气 • 横波（S波） 振动方向与传播方向垂直的波。 速度较慢，且只能通过固态物质传播 地震波的类型及传播特点

  18. 古登堡面 地震波在地球内部的传播曲线 莫霍面 利曼面 主要界面

  19. 地球内部主要界面

  20. 莫霍面 古登堡面 利曼面 内核 外核 地幔 地壳

  21. 莫霍面以上。由较轻的固体岩石组成。 平均厚度15km，陆壳30km，洋壳11km • 地壳 • 地幔 莫霍面与古登堡面之间，即地下15～2900km。由较重的岩石构成。 古登堡面以下，即地下2900km ～地心。由铁、镍等较重的金属元素组成。 • 地核 外核呈液态，内核呈固态。 地内圈层 上地幔 下地幔 地壳以及上地幔的顶部组成岩石圈。

  22. 第三节　地球的物理性质 • 地球的磁性 • 地球的质量和密度 • 地球的重力和压力 • 地内温度和热源

  23. 地球的磁性 • 地球磁场 • 地磁要素 • 磁层和辐射带

  24. 偶极磁场（80%） • 地球作为均匀的磁化球体产生的磁场 （78.50Ｎ，69.10Ｗ） 地磁北极Ｎ´ • 非偶极磁场（20%） • 地球磁场中除去偶极磁场的剩余部分 （78.50Ｓ，110.90Ｅ） 地磁南极S´ 地球磁场

  25. Ｆ 地磁要素 • 地磁强度Ｆ • 地磁倾角Ｉ • 地磁偏角Ｄ

  26. Ｆ 地磁要素 • 地磁强度Ｆ • 地磁倾角Ｉ • 地磁偏角Ｄ

  27. Ｆ • 不同方向的分量 地磁强度 • 定义 地磁场各部分受磁极的作用力 • 分布 自磁赤道向磁极增加，地磁极最大

  28. 地磁倾角 • 定义 磁力线同水平面之间的夹角 • 分布 自磁赤道向磁极增加，0 ° ~90°

  29. Ｎ´ 地磁偏角 Ｎ 磁场强度的水平分量与当地经线的夹角 Ｓ

  30. 磁层顶 太阳风 磁层和辐射带　 范•艾伦带

  31. Ｎ Ｎ´ Ｓ 地磁偏角

  32. 磁层顶 太阳风 磁层和辐射带　 范•艾伦带

  33. 地球的质量和密度 • 质量测定原理——万有引力定律 • 密度 • 　平均密度ρ＝5.54g/cm3 • 地球内部密度 ——随深度的增加而增加 • 重力分异作用 • 压力作用

  34. Ｍｍ Ｆ＝Ｇ Ｒ２ ＦＲ２ Ｍ＝ Ｇｍ 地球质量测定原理 ｍ F=mg Ｒ Ｍ＝5.98×1024kg Ｍ

  35. 古登堡面 地内密度的分布随深度的增加而增加。且地核密度远高于地幔密度 从地面到古登堡面，重力随深度缓慢增加；从古登堡面到地心，重力急剧减小。 地内压力随深度增加而增加，但增加的速度在不同层次有所不同。 地内要素分布曲线

  36. F G F Ｇ＝ F＋Ｐ 重力概念及分布 • 地心引力与自转惯性离心力的合力 • 地表重力分布 随纬度的升高而增大 • 地内重力分布规律

  37. 影响因素 岩层的密度 平均重力 mg 地球内部的压力 • 地内压力的分布 地内压力随深度的增加而增加，地心处最大。

  38. 地内温度和热源 • 地内温度 地温梯度：地内温度随深度增加的速度 　　　　　近地层地温梯度＝300C／km 地内温度的分布 放射性元素蜕变生热 地球收缩增温 重力分异增热 自转减速增热 • 地内热源

  39. 地内温度分布

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