物探学中关于固体地球的主要物理性质

  一．地球的质量和密度

 

  根据牛顿万有引力定律计算出地球的质量为5.9472×1024 kg，地球的平均密度为5.516g/cm3 。（砂、页、灰岩平均密度为2.6g/cm3 ,花岗岩密度为2.67g/cm3 ,玄武岩密度为2.85g/cm3，因而推论，地球内部大部分物质密度应大于平均密度。）地球的密度随深度增加而增大且为不均匀增大。

 

  二．地球的重力

 

  地球上某处的重力是该处所受地心引力与地球自转离心力（垂直地面分力）的合力。 地球表面的重力随纬度值的增大而增大（赤道g=978.0318cm/s2 ，两极g=983.2177g/s2 ，g随海拔高度的增高而减小，每升高1km，g减少31cm/s2 ）。

 

  由于地面起伏和地球物质密度不均匀以及结构差异等原因使实测重力值与理论值不符，这种现象称为重力异常（正、负异常）。

 

  三．地球的压力

 

  地球内部某处的压力是指由上覆地球物质的重量所产生的静压力。静压力的大小与 所处的深度、上覆物质的平均密度及重力加速度成正相关。

 

  四．地球的磁性

 

  固体地球是一个磁化的球体，其磁力线特征类似于偶极场的特征。地磁轴与地球自 转轴并不重合，二者约成11.5°的交角。地磁极的位置不固定，是逐年变化的。

 

  磁场特征要素：磁场强度（F）、磁偏角（D）、磁倾角（I）。

 

  地磁异常是叠加在地球基本磁场之上，由地壳内的岩石矿物及地质体的磁性差异引起的磁场。

 

  五．地球内部的温度

 

  自地面向地下深处，地热增温现象是不均匀的。按温度状况可分为三层：

 

  1．变温层（外热层）  地温主要受太阳光辐射热的影响，温度随季节、昼夜的变化而变化，故称变温层。

 

  2．常温层  地温与当地年平均温度大致相当，且常年保持不变，其深度大致为20-40m。（一般中纬度较深，两极和赤道较浅；内陆较深，滨海区较浅。）

 

  3．增温层  常温层之下，地温随深度增大而逐渐增加。深度每增加100m所升高的温度，称地温梯度。（地温梯度各地有差异）