什么是固体地球啊

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固体地球物理学
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这是研究地球固体部分宏观物理现象的科学,包括许多分支学科,其中地震学和地磁学的历史都很悠久.中国在这两方面都是先驱.东汉张衡在公元 132年设计制造了世界上最早的地动仪,这是人所共知的,但更重要的是他的科学概念.地动仪的设计充分证明张衡已经知道地震是由远处一定方向传来的地面震动.这是一个本质性的理解,现代地震学正是根据这种认识建立起来的.英国的米歇尔(J.Michell,1760)和马利特(R.Mallet,1848)在张衡之后一千多年才提出同样的概念.可惜张衡的地动仪的工作久已失传,而且后继无人.现代地震学只是到了20世纪初才又由外国传到中国.
地磁现象的研究也是如此.中国在战国时期已经发现天然磁石的吸铁性和指极性.约在10世纪就已将指南针用于航海.北宋的沈括(1032～1096)在他的《梦溪笔谈》中已提到地磁有偏角.《武经总要》出版于1044年,其中所记指南鱼的做法显然是一种热致剩磁的现象,而现代的古地磁学就是根据岩石热剩磁而发展的.中国古代的科技成就是伟大的,这应当是我们的榜样和工作的一个动力.
地球物理学起初是随着物理学的发展而发展的.重力学是牛顿万有引力定律的产物.
19世纪时,数学家和物理学家因为研究“以太”而发展了弹性波在三维空间传播的理论.地震学在经过一段描述性的阶段后,部分地采用了这些成果而发展了地震波的研究,从而奠定了地震学的基础.特别值得提出的是20世纪初,德国和英国的科学家完善了由地面的地震观测资料反演地下不同深度的地震波速度的方法.这是一个突破性的成就,从此打开了研究地球内部的途径,其意义不仅限于地震学,对其他许多地球物理问题的研究也有影响.
C.F.高斯于1838年首次用球谐分析的方法阐明地球的磁场绝大部分来源于地球内部.这是现代地磁学发展的一个里程碑.这个方法现在仍在使用,不仅用于基本磁场,也可用于变化磁场,而后者则大部起因于地外.变化磁场虽占地磁场的极小一部分,但是它们的来源和电离层的变化、极光、高空的环电流系统、太阳风和太阳活动都有联系.
正由于此,地磁学发展的主流倾向于地外空间,形成固体地球物理学与空间物理学的一座桥梁.不过地球岩石磁性的研究,包括20世纪50年代以来加速发展的古地磁学也自有其学术和实用上的意义.
固体地球物理学,除地磁、地电和地热外,主要都是讨论地球的力学问题.1911年,英国力学家洛夫（A.E.H.Love）在他的名著《地球动力学的几个问题》中只谈到造山运动、固体潮、地球自由振荡和地震.在70年代国际地球动力学计划中,地球动力学一词是指地球内部的力和变化过程的研究,与地球内部物理学几乎同义.所以这个词的用法是不严格的,可能因作者不同而有不同的涵义.
固体地球物理学的问题是综合性的,并不完全按物理学的部门来分类.这样的问题有:地下资源的勘探,自然灾害的预测,地球内部的探索和地球的信息.

当地面上看不到地下矿床或地质构造的直接迹象时,地质的勘探方法就失去作用,但仍可借助于地质体的物理效应在地面上勘探它们的存在.这就是勘探地球物理学,也叫做应用地球物理学.由于不同的物理效应和不同类型的矿床或地质构造之间的对应关系不是单一的,地球物理勘探工作总要伴随着地质和理论的解释.由于物理方法,特别是地震方法,对于勘探储油构造取得显著效果,勘探地球物理学由30年代起就高速地发展,现已成为石油工业不可缺少的一门技术科学.
自然灾害有多种,但大地震的破坏力最为猛烈而集中.地震的预测和预防在以前是认为不可能的,很少有人对这个问题认真对待.自1964年以后,由于许多毁灭性的地震都发生在人口和工业集中的地区,造成严重的灾难,所以多震的国家都将地震预测和预防的问题纳入国家的科研规划.中国于1971年成立了国家地震局,将这个工作统一领导起来.
应当指出,地震预测不仅是一个地震学的问题,而且因为它必须涉及地震发生之前的现象,所以和许多科学部门,甚至生物学都有联系.
自从德国地球物理学家E.维舍特在1897年提出有关地球内部构造的著名论文后,这个问题一直是固体地球物理学的核心.1909年,南斯拉夫的莫霍洛维奇(A.Mo-horovi呇i婞)首先发现以后以他的名字命名的地下间断面即地壳的底面; 1914年, B.古登堡测定了地核的深度为2900公里,比最近测定值不过相差十几公里.地球内核是丹麦女地震学家雷曼(I．Lehmann)于1936年发现的,深度约为5100公里.这是地球结构的粗框架.1936年,古登堡和李克特(C.F.Richter)以及Sir H.杰弗里斯和K.E.布伦都算出了地震波速度在地球内部随深度的分布,两组数据基本相符,只是在细节上有些差别.根据速度的数据,布伦在一定的限制条件下,估计出地球内部密度随深度的分布.这样,地球内部的其他一些物理参数就可以计算出来.
到了50年代,可以说地球内部的物理模式已经粗具轮廓.以后的发展着重在地球内部的横向不均匀性和非弹性的影响.1983年的地球模式虽然有不少更动,但老的轮廓仍隐约存在.
在60年代的后半期,地学的固定论者渐渐地失去支持.板块大地构造学说取得极广泛的响应.国际地球动力学计划的提出主要就是为了解决板块的动力学问题,这对地球内部的结构和物理状况的了解也就提出更高的要求.这两方面是现代固体地球物理学理论研究的主流.
在第二次世界大战结束之前,由于气象通信的封锁,地球物理学家曾利用地震脉动来追踪海上的风暴.
进行地下核爆炸时,所产生的地震信号是最有效的监视手段.这些例子都说明地球本身可以看做是一个传播信息的介质.正如同电磁波在空中传播一样,机械波可以在地球内部传播.地球是一个低通滤波器.地面可观测到的机械振动的频带宽约达10个数量级,但现在地震观测中只利用到5个左右（102～10-3赫）,还剩有很宽的有待研究的频段.地球内部在不断地运动中,它所送出的信息不仅仅是机械振动.地震前兆的研究也可以从这个角度来探索.