地球物理学指导大纲

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1、《地球物理学》课程教学大纲与指导(72学时)tJJ参考教材：《自然科学概论》(南京大学出版社，文祯中》《颤抖的地球》《清华大学出版社，谢礼立、张景发〉《地球的结构、演化和动力学》(高等教育出版社，张有学、尹安》《地球成长史》(中国人民大学出版社〉一、课程的性质与任务本课程从物理学的角度来分析地球的起源、结构及地球岩层的运动，地震形成机理及其运动状态和分析。同时也介绍地球的大气的水圈，地球大气环境状况及其运动状态。二、课程基本要求对地球的层状结构、地球壳层的板块结构及其运动状态要有清楚了解和掌握。大气和水量分布及其运动也要了解。地震的

2、种类及其成因也要掌握。一些基本各解概念要良好了解。三、课程基本内容第一章地球的形状和结构1、教学目的和教学要求通过本章学习，要掌握地球的起源和结构，要求掌握地球内部到表面的结构及其地壳的板块结构。2、教学内容和重点知识解析第一节太阳系的起源一、偶遇假说偶遇假说认为，从太阳附近经过的一颗巨大天体从太阳拉出一条物质，随即形成了行星，从而形成了太阳系。1975年布封(GeorgelouiseLe-clercdeBuffon)提岀了太阳系形成的第二种理论，认为有一个质量巨大的彗星飞近太阳并同太阳相撞，击溅出来的物质后来凝聚成行星及卫星，从而

3、形成了太阳系。按照这种思路，金斯(Jeans)和捷弗里斯(Jeffreys)先后于1916年和1929年提出，一颗从太阳附近经过的恒星，从太阳上拉出一条形如雪茄烟但两端较尖的2-4太阳起源的偶遇假说长而细的长条物质，这个长条物质部分返回太阳，部分分裂成几段，逐渐凝聚成行星，在中间形成的行星最大，两端的则较小，它们并进入围绕太阳的轨道不断运动。（地图2-4）偶遇假说存在两个问题，而引来反对意见。第一，恒星在宇宙空间中的密度很低，两个相遇遥远的恒星偶然相距并引起解体的可能性几乎是不存在的。太阳邻域中的恒星之间的距离关系，类似于相隔650

4、千米远的一些乒乓球，其中两个发生碰撞的机会是极小的。而且银阿系中约1%〜10%的恒星都有行星，把数目如此众多的行星都解释为恒星偶然相遇而形成的，实在难以令人相信。第二，太阳物质密度较小，来自于太阳内部气体由于散热，几乎会立即膨胀和消散掉或重新落入太阳，所以不会凝聚成行星。因而，这种理论目前已很少有人拥护。二、后继形成假说后继形成假说认为，太阳首先形成，而后俘获一团恒星际空间中的星际物质，这团物质后来形成行星，从而形成了太阳系。虽然恒星确有可能俘获星际物质，但是这些物质不可能在后来凝聚并形成与太阳自转同向、在同一个平面内绕太阳运行的行

5、星，难以相信行星和卫星一下子突然形成，并且这类理论无法解释为什么太阳的自转速度如此之小。因此，这类理论虽然过去曾有不少人拥护，但现在遭到摒弃。三、星云假说星云假说认为太阳和行星是由星际物质同时形成的，故而乂称为同时形成理论。该假说最早由康德于1755年提出。他认为，最初曾有一团巨大的由冷气体构成的圆盘状星云缓慢地绕中心轴自转，这团致密的尘埃和气体凝团在正在收缩的太阳星云中生成。这团气体云以不同的部分为核心，和互吸引和积累而长大，位于外部的形成行星和卫星，位于中部的则凝聚形成了太阳。1796年，拉普拉斯（PicncSimondeLa-

6、place）提出了一个改进的方案。他认为，围绕中心轴自转的星云在其各部分相互引力作用不断收缩的同时，其转速也越来越快，最后自转速度增长使该云团的外层摆脱了引力的束缚，结果从主体抛出了一系列的环。随着收缩过程的进行，连续的环在距中心较近的距离上断开，终于形成了行星和卫星。星云说自康德提出以后，经受住了时间的考验，二百余年间未受到挑战，成为关于太阳系起源所有理论中最著名的一个。尽管后来有许多人对该理论的某些前提出修正，但它仍是现代模型的基础，现代提出的关于太阳系起源的假说大都属于星云说。第二节太阳系的行星和卫星一、行星及其卫星太阳系有九

7、大行星，根据它们的基本性质（表2-1）,可将它们分为两类。第一类是距太阳较近的行星，包括水星、金星、地球和火星，体积小，密度大，自转速率慢。第二类为距地球较远的行星，包括木星、土星、天王星和海王星，体积大，密度小，自转速率快。如果以地球为界按空间位置来划分，位于近太阳的内侧的行星性质与地球相近，一般称之为类地行星；而位于外侧的除冥王星外的行星性质与木星相近，一般称Z为类木行星。冥王星似乎独成一类，人们对它了解甚少。水星是九大行星中距太阳最近的一颗行星。它虽称水星，其实上面根本没有水，完全是一个枯寂的世界。由于没有大气层，昼夜温差很大

8、，白天表面温度可达500〃C以上，夜晚却在一170〃C左右。水星表面布满了大大小小的环形山、平原和盆地，地貌形态与月球十分相似。地球上天亮前后，在东方的天空中有时会出现一颗和当明亮的星，古代中国人通常称之为启明星；黄昏时分，在西方天空