第六章 （地球的結構和物理性質） 參考答案

13.1

??? 大地水準面：以某種假想的方式，把靜止的海面“延伸”到陸地低下，形成一個全球性的封閉曲面；

??? 人們通過觀察發(fā)現(xiàn)地球是曲面，如登高可以望遠，觀看遠方駛近的船只總是先見船桅后見船體等；

??? 近代測量表明地面各部分有大致相同的曲率，說明地球是個球體。

13.2

??? 在自轉的地球上，每一質點的圓周運動的中心都在地軸上，慣性離心力（F）的方向都垂直并背離地軸。把F分解為垂直和水平方向的兩個力，水平分力（f）都指向赤道。正是在指向赤道的力f的作用下，地球物質有向赤道聚集的趨勢，使得地球形成扁球體；

??? 由于地球是個扁球體，其經(jīng)線曲率自赤道向兩極減小，所以一地的地理緯度總是大于地心緯度，在赤道處兩者相等為零；由于經(jīng)線曲率自赤道向兩極減小，南北緯45o是兩種緯度間差值持續(xù)增大的重點，又是持續(xù)減小的起點，于是在那里出現(xiàn)極大值。

13.3

??? 參考扁球體：具有扁球體的嚴格規(guī)則，而其形狀和大小又十分迫近大地水準面；??

????北半球高緯地區(qū)和南半球低緯地區(qū)，大地水準面高出參考扁球體；北半球低緯地區(qū)和南半球高緯地區(qū)，大地水準面稍低于參考扁球體；北極的大地水準面高出參考扁球體約10米，而南極的大地水準面低于參考扁球體約30米。

??? 不確切的“梨形地球”：1大地水準面對于參考扁球體的偏離，忽視了扁球體的“扁”和赤道半徑與極半徑近21Km的巨大差異；2過分夸大了南北極間40米差值的比例尺。

14.1

??? 地震波是一種彈性波，分為體波和面波，體波在地球內部自震源向全球傳播。面波沿地球表面自震中向四周傳播；體波又分為縱波（P）和橫波（S），縱波（P）是一種壓縮波，是質點以波的傳播方向往復運動，使介質發(fā)生周期性的壓縮和膨脹〉。橫波（S）是一種剪切波，是質點垂直于波的傳播方向振動，使介質發(fā)生周期性的變形。

??? 地震波的傳播速度因地內物質的彈性和密度而不同，所以能反映地球內部的結構。

14.2

??? 地球內部的圈層；地殼、地幔、地核（外核和內核）；地殼和地幔之間，在地面以下20-30Km為莫霍面，在那里縱波（P）和橫波（S）的波速急劇升高；地幔和地核之間約2900Km處為古登堡面在那里縱波（P）波速急劇下降，橫波（S）消失；外核和內核之間約5100Km為利曼面在那里縱波（P）波速急劇加速，橫波（S）又出現(xiàn)。

??? 地幔和地核之間的古登堡面，在那里縱波（P）波速急劇減速并急劇改變前進方向，以致縱波無法到達地面形成P波影區(qū)。S波在這個界面消失，以致地面形成S波影區(qū)。

根據(jù)地震波在底層中的傳播特點，P波在固體中的速度大于液體中的速度及S波在液體中速度為零，可以推斷地曼、地殼是固體，地曼距地面200Km處為一軟流圈，外核是液體，內核實固體。

14.3

??? 地表的海洋面積為3.61×108Km2，占地球表面積70.8%，陸地占29.2%。地球總體是海洋包圍陸地。

????地球上劃分海洋和陸地最集中的兩個半球為水半球和陸半球，水半球：海洋面積為89%，陸地面積為11%；陸半球：海洋面積為53%，陸地面積為47%。

14.4

??? 大陸輪廓：大多北寬南窄，形如倒三角；較大島嶼大多位于大陸東岸；

????大陸東岸島嶼多且有系列島弧分布；大西洋兩岸輪廓十分相似；

????大陸東西邊緣多有隆起的高山，中部有低陷的平原。

??? 海底結構：1在大洋邊緣有一海陸過度帶，深度和坡度都很小的大陸架。2在大陸架向深海的一方，有一深度不大而坡度較大的大陸坡。3大陸架和海盆之間是海盆，海盆較平坦，也有隆起和深陷的部分分別叫海嶺和海溝。世界各大洋的洋底，都貫穿一條高大的海嶺，彼此首尾相接連綿不絕，稱為洋中脊。

15.1

??? 地磁要素：是描述地磁物理特征的各個物理量如磁場強度、磁偏角等；

??? 偶極磁場是地球的基本磁場，它是全球性的對稱磁場，在地球總磁場中占80%。非偶極磁場是地球的變化磁場，在地球總磁場中占20%。

??? 偶極磁場的分布：地磁南北兩極是互為對蹠點。地磁赤道是距南北兩極各為900的大圓，磁場強度和磁偏角都隨地磁緯度的增大而增大。地磁赤道上地磁強度最小，磁偏角為00，在兩極地磁強度最大，磁偏角為900 。

??? 地磁異常：指地球個別地區(qū)的地磁要素的量值可以大大地不同于它周圍地區(qū)的正常數(shù)值。地球磁層：指地球磁場在太陽風中“挖”出一個口袋形的空洞。

輻射帶：指一部分進入地球磁層的高能粒子被地球磁場禁錮在距地表一定距離的范圍區(qū)內。

15.2

??? 地球內部隨著深度的增加密度也在增大，在2900Km處地核的密度遠高于地幔密度，可能是由于地核是由密度較大的鐵、鎳物質組成有關。

15.3

??? 重力是物體由于受到地球的吸引力和地球自轉所產生的慣性離心力的合力。地面的重力隨緯度的增加而增大。從地面到地下2900Km深處重力隨深度增加而增大，從2900Km深處到地心重力急劇減小，在地球質心處重力為零。

??? 因為地幔和地殼的密度較低，以致質量減小的影響要比距離的影響要小些，而從2900Km深處到地心重力急劇減小是因為地核的密度較大，以致質量減小的影響要遠比距離的影響要大。

15.4

??? 這是因為近地面的層次，物質的密度很低而重力很大；近地心的層次物質的密度很高但重力很小。而這二者之間物質密度即高重力又大。

15.5

??? 地球內部的溫度隨著深度的增加而增大。地溫梯度指地內溫度隨深度而增加的速度。

??? 地球內部的溫度隨著深度的增加而增大，地心是全球最高溫度所在；溫度隨著深度的增加的速度，隨深度增加而降低，在地殼表層，地溫梯度很大，可達30○/Km,進入地幔后，溫度隨深度而增加的勢頭大為減弱，到了地核地溫梯度已很小。

15.6

??? 1地幔是固體，外核是液體。在2900Km深度界面的主要是熔點變化的結果，地幔和地核之間的溫度隨深度的增加不會很快的，但是地幔的硅酸鹽物質熔點較高而地核的鐵、鎳物質熔點較低，造成地幔是固體，外核是液體；外核是液體而內核是固體。在地核內壓力隨著溫度的增加物質的熔點隨著升高，同時溫度也是升高的，但是熔點的升高比溫度升高的要快。

??? 2地球內部放射性元素所產生的能量的速率高于從地球內部到達地面的熱量，因此地球內部有一個增溫的過程。

地球歷史由放射性元素產生的能量遠不足與把地球熔化成液體，且這種能量只產生于地表。地球內部的崗位是由于地球在形成過程中物質受壓力增大而增溫放出的熱量及地內物質由于分異重物質下沉，勢能轉化為熱能的。但是地球自轉速度的減慢所消耗的動能轉化為熱能主要消耗在淺海中，對地內溫度影響不大，由此看來，地球大致不會有全部溶化的歷史。

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