重力地磁与核幔作用课件.pptx

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1、第十一章重力、地磁与核幔作用一、重力二、地磁场三、地磁场的形成机制与地核运动四、地幔运动、地幔羽与地幔对流重力地球引力和由地球自转而引起的惯性离心力的合力重力作用方向示意图单位：伽1Gal=1cm/s21mGal=10-3在赤道上，离心力最大；向两极，随纬度的升高而减少，南北极上的离心力等于零。同一物体的重量，赤道上比在两极要轻1/290地球赤道部分凸出，就是因为离心力的作用。离心力的大小，还会因地球自转速度的加快或减慢而增减。原因：1）离心力；2）离地心的距离不过这些影响相对于引力来说，是微弱的，在地面上

2、，离心力变化的最大值，不超过引力的1/300，重力的方向仍大体是指向地心。现已计算出地表不同纬度上的理论重力值，如赤道重力值一般为978.03伽(离心力可达3.4伽)，两极为983.22伽，两者相差5.19伽。影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主要是所在深度以下的质量。由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地下2885km的核幔界面，重力大体上是随深度增加而略有增加。在核幔界面上，重力值达到极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡，重力值逐渐减少，直至变小为零。在地球表面：重力受地势高

3、低影响，在珠穆朗玛峰顶，到地心的距离比华北平原要多8000多米。引力自然要小一点。重力的垂向特征重力的探究大地水准面由平均海平面所构成并延伸通过陆地的封闭曲面。重力异常实际测得的重力值与理论重力值之间的差值。实测的重力结果换算成为海平面上的数据。这种校正就称为自由空气校正或高度校正。校正后的重力异常称为自由空气重力异常。船上重力仪测量时，观测值几乎是海平面上的值，一般不再引入这项校正。重力的探究在陆地上测量时，测点与海平面之间并非空气，而是岩石。考虑了测点高度及其与大地水准面之间岩石密度的影响而进行的校正，

4、称为布格校正。意义：陆地：从测点观测重力值中去掉测点水准面与海平面之间这层物质（中间层物质）的引力，然后再引入自由空间校正。海上：填补海水层(密度为1.03克/厘米3)相对中间层物质的质量不足。常取中间层物质密度为2.67克/厘米3。经布格校正后的重力异常称为布格重力异常。从地下某一深度算起，相同截面积所承载的表面岩石柱体的总质量应趋于相等，这一概念就称为重力均衡。从重力均衡的角度对布格异常进一步进行校正，即均衡校正。通过均衡校正就得到均衡重力异常。如果均衡异常值很小，表明该处地壳基本上处于均衡状态。正均衡

5、异常是指山脉下部较轻岩石的增多对地表山脉隆起的质量补偿不足，存在着质量亏损，也即莫霍面在山下凹陷得还不够，还不足以补偿山脉的隆起，这也就意味着山脉正在隆升、并将进一步隆升。负均衡异常是指莫霍面凹陷过深，浅部岩石过多地补偿了地形的隆起，这意味着该区正在下沉，并将继续下沉。均衡不是一种作用力，也不是一种作用过程，而是地壳各块段保持重力平衡的总趋势。a-普拉特假设：山之所以高是因为它是比周围低地密度小的岩石所组成的；b-艾里假设：山和相邻低地的密度是一样的，山之所以高，是因为它的厚度大，有“山根”；重力均衡补偿假

6、说都强调了关于地壳趋向均衡的概念，并不互相排斥，它们分别适用于不同地区。重力在地球演化中的作用重力对地球各圈层的形成与演化，主要起到了趋向平衡与稳定的作用，但同时又会在趋向均衡的过程中造成一些圈层间或圈层内部的相互作用。在地球的起源阶段，物质的吸引力使星云中的尘粒不断碰撞和吸积，逐渐形成星子，以致行星；在地球内部与外部圈层的形成过程中，重力作用使各圈层趋向平衡；太阳辐射能和重力能的共同作用，控制了地球外部圈层对岩石圈表层的作用过程有些作用，如块体运动，主要受重力的影响，例如岩崩、岩石滑坡、泥石滑坡、泥石流、

7、地面蠕动、岩块滑动、地滑和水下浊流等。地滑岩崩岩滑岩屑崩坍岩屑滑动土石流泥石流泥流岩石或岩屑的崩塌2010年6月28日，贵州省关岭布依族苗族自治县岗乌镇大寨村因连续强降雨引发山体滑坡，99人被泥石流掩埋，无一生还当地球表面物质发生显著增加（如大量水体、冰盖、沉积物覆盖地表，板块汇聚）或亏损（如火山爆发，陨石撞击引起爆炸，表层水体、冰盖或沉积物的消失，板块离散扩张）时，均衡补偿作用必定会使地球内部物质发生重新调整，同时造成地表地形的变化。人工水库的建设也会影响重力均衡在两个岩石圈板块汇聚的地区，由于地壳密度较

8、小的岩石大量汇聚在一起，致使地壳厚度加大，地表高度骤增，同时风化、剥蚀作用加强，如喜马拉雅山脉，该区地壳物质的补偿作用明显不足，出现(120-140)×10-5m/s2的正均衡重力异常，这意味着将有更多的地壳物质加入此带，该区现在正以大约每年2cm的速度抬升。在现代大洋，由于组成洋底的岩石大多是密度较大的玄武岩，洋壳和海洋岩石圈厚度较小，深部软流圈的顶面也较高，岩石圈物质补偿过剩，呈现为负均衡重力异常，因而该区洋