地球物理学研究及其意义是什么? 地球物理学的研究内容

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

地球物理学的很多问题与天文学的相似,因为研究对象很少能直接观察,结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量,在陆地和海上用重力测量仪,在空间则用人造卫星;还包括行星磁场的磁力测量;又包括地下地质构造的地震测量,这通过地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行。

用地球物理技术来进行的研究,被证明在为支持板块构造学理论提供证据方面是极其有用的。

地球物理学是一门介于物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学之间的边缘学科。它的主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。它用物理学的原理和方法,通过利用先进的电子和信息技术、航空航天技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测,来探索地球内部及其周围空间、近地太空的介质结构、物质组成、形成和演化,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存和活动环境,防御及减轻地球与空间灾害对人类的影响,为探测和开发国民经济中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术

地球物理学为太空时代的人类活动提供了必要的基础

目前地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。固体地球物理学主要以固体地球作为研究对象,而空间物理则以太阳系特别是日地空间物理环境作为主要研究对象。

地球物理学这门学科自20世纪之初就已自成体系。到了20世纪60年代以后,发展极为迅速。它包含许多分支学科,涉及海、陆、空三界,是天文、物理、化学、地质学之间的一门边缘科学。将地球作为一个天体来研究,地球物理学和天体物理学是分不开的;研究地球本身的结构和发展时,地球物理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此,它还包括研究地面形状的大地测量学,研究海洋运动的海洋物理学,研究低空的气象学和大气物理学,研究高空以至行星际空间物理学,研究地球本体的固体地球物理学(或叫做地体学),还有一些较小的分支,如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这些学科中,有的又各有独立的分支。人造卫星出现后,地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学是地球物理学的一个引伸,但它所要解决的问题,离地球越来越远了。

通过各大洲之间的联系,可以更好地研究地球

地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史,在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐·僧一行(683—727)、宋沈括(1031—1095)均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力,由此产生了重力学;牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献,为地球物理学的形成和发展奠定了基础。

地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时,地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探(特别是地震勘探),对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代,特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地幔的地震探测极大地深化了人类对岩石层(圈)的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外,人类在20世纪初探测到了电离层,随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功,发现了辐射带、太阳风和磁层顶,空间物理学迅速发展为一门独立学科,为人类航天活动提供环境认识的保证。

50年代的国际地球物理年,60年代的上地幔计划,70年代的地球动力学计划、国际磁层计划,幼年代、切年代的国际岩石层(圈)计划、地圈—生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划,使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成,日地空间各层次能量耦合作用的发现,改变了一系列传统观念。

大气层中的一些现象也为研究地球提供了线索

近代正在发展的岩石层(圈)地震层析成象,全球与区域的三维结构,复杂地质构造中地震波理论,地震震源的动力学破裂理论,地球内部介质的不均匀性和非线性特征,热动力机制与演化,环境地球物理,地震灾害预测,流体在岩石层(圈)介质中的作用,日地系统整体变化和地球空间环境预报,反演理论与方法等方面的研究,以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用,将进一步提高地球物理的研究水平,深化人类对地球物理问题的认识。

地球物理学是一门应用性很强的基础学科,它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识,而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如,勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏,预测与预防(或防治)诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害,保护与监测地球生态环境,保障日地空间环境中航天飞行安全等。今天,地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一,并且与地质科学有密切联系,其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。

当代地球物理学面临严峻的挑战,如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步,空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题,为确保人类社会的可持续发展作出贡献。

火山喷发可以间接证明地球内部的热能存在



地球物理学的研究包括哪些内容?~

地球物理学 (geophysics) 是地球科学的主要学科,用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力,研究范围包括地球的水圈和大气层。 地球物理学研究广泛系列的地质现象,包括地球内部的温度分布;地磁场的起源、架构和变化;大陆地壳大尺度的特征,诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如,电离层电机效应〔ionospheric dynamo〕、极光放电〔auroral electrojets〕和磁层顶电流系统〔magnetopause current system〕),甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。

地球物理学用物理学的原理和方法,对地球的各种物理场分布及其变化进行观测,探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化,研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术,为灾害预报提供重要依据。已故著名地球物理学家赵九章先生是这样形容地球物理学的——“上穷碧落下黄泉、两处茫茫都不见”。地球物理学的研究内容总体上可以分为应用和理论地球物理两大类。应用地球物理(又称勘探地球物理)的研究范围比较广泛,主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程探测等。勘探地球物理学利用地球物理学发展起来的方法进行找矿、找油、工程和环境监测以及构造研究等,方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等,通过先进的地球物理测量仪器,测量来自地下的地球物理场信息,对测得的信息进行分析、处理、反演、解释,进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型工程基址等的勘察及探测的主要学科。理论地球物理研究对地球本体认识的理论与方法。如:地球起源、内部圈层结构、地球年龄、地球自转与形状等,具体包括地震学、地磁学、地电学、地热学和重力学等。理论地球物理学通过地震波场和电磁波场探测发现了位于上地幔的软流层,为活动论的新的地球观提供了惟一站得住脚的理论依据;通过全球大地热流量的测量圈定了热的洋脊和冷的消减带,结合古地磁研究结果和大洋中脊的条带状磁异常特征,为海底扩张和大陆飘移学说提供了令人信服的佐证;通过全球地震活动性和震源空间分布特征、全球重力、地磁和地热测量,为板块边界的划分提供了准确的依据;综合各种全球性的地球物理观测结果,对地球热状态、岩石圈热结构和流变性质提供了新的认识,为一直悬而未决的板块运动驱动机制问题的解决提供了新的依据。地球物理学是以地球为研究对象的现代应用物理学,这门学科从20世纪初就自成体系。到了20世纪60年代发展极为迅速,地球物理学包含许多分之学科,涉及陆、海、空三域,是天文、物理、数学、化学和地质学之间的一门边缘学科。随着时代的发展,地球物理学的多学科交叉现象越来越明显,数学、物理、计算机科学、天文学等众多学科的发展大大促进了地球物理学的发展。在地球物理学天地里,既可以从事地磁场起源、地震发生机理这样的极负挑战性的研究,可以从事油气勘探、矿产勘探这样的关系到国家经济建设的应用性研究工作,也可以从事大气物理等交叉学科的研究工作。通过地球物理学专业培养出来的学生要掌握系统的数学物理基础理论和基本知识,有较强的计算机应用能力和较高的外语水平,具有扎实的地球物理专业知识和基本的实验技能,受过从事基础研究或应用研究的初步训练,具有较强的知识更新能力。


#鬱和昏# 地球物理学专业的就业和发展前景怎? -
(15278917811): 地球物理学专业主要采用物理学的方法研究固体地球各圈层之间的大尺度现象和一般性原理,以及利用地球物理学方法进行矿产资源和能源勘探、工程和环境探测等.该专业为小众专业,学生大部分升学考研,到科研院所就业,到中学和高校从事教育工作.发展前景一般.

#鬱和昏# 什么是地球物理?
(15278917811): 地球物理学是通过定量的物理方法研究地球的学科,特别是通过地震反应、折射、重力、地磁、电、电磁和放射能的方法. 它包括以下分支: 固体地球物理学 地球动力学 地震学 测震学 数字地震学 重力 测量学 大地测量学 地热温度测量学 地磁学 电离层 范艾伦辐射带 水文地理学 海洋学 气象学 地核构造学 勘探地球物理学 比较行星学 大地构造物理学 大地天文学

#鬱和昏# 研究地球重力异常和磁异常有何意义 -
(15278917811): 地球是人类生活的家园,也是当前以为的星球.在当代科技没有达到科技殖民外星球的前提下,地球上发生的许多问题都可能危及到人类生存,需要我们提前预防.地球重力异常与磁场异常,平常生活中感觉不到他们的重要性,但对于一些其他...

#鬱和昏# 哪位能介绍一下地球物理这个专业?谢谢! (不要复制粘贴) -
(15278917811): 地球物理学就是用物理方法研究地球,可以分为两个方向,理论型和应用型.如北京大学等是以理论型为主,研究的包括地球磁场,等等 地质类院校是应用型,主要是地球物理勘探,又简称物探,就是用电法,磁法等勘探地下矿藏.

#鬱和昏# 学习了地球科学概论之后你对认识自然和处理人际关系有什么认识? -
(15278917811): 第一节 地球科学的研究对象和研究内容 人类生活在地球上,衣食住行等一切活动都离不开地球.如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命,要从地球中...

#鬱和昏# 地球物理/地理科学/地质学/环境科学有什么区别? -
(15278917811): 1.地球物理学就是以地球为对象的一门应用物理学.这门学科自20世纪之初就已自成体系.到了20世纪六十年代以后,发展极为迅速.它包含许多分支学科,涉及海、陆、空三界,是天文、物理、化学、地质学之间的一门边缘科学. 地球物理...

#鬱和昏# 地球物理学的名词分类 -
(15278917811): 整体而言,地球物理学是利用物理方法研究地球或其他行星的科学,主要研究地球的各种物理性质,包括地球内部及表面的组成及各种自然作用与变化规律.其领域又可区分以下的类别: 地震学(Seismology): 研究地震、地震波及其在地球...

#鬱和昏# 地质地球物理复合 是学什么的?
(15278917811): 地球物理学是研究各种地球物理场和地球的物理性质、结构、形态及其中发生的各种物理过程的学科,是地质学与物理学之间的边缘科学.地球物理学在狭义上只研究地球的固体部分,又称固体地球物理学;广义的地球物理学还包括对水圈、大气圈的研究.

#鬱和昏# 关于地球(与大家都有关联的) -
(15278917811): 地磁场 geomagnetic field 从地心至磁层顶的空间范围内的磁场.地磁学的主要研究对象.人类对于地磁场存在的早期认识,来源于天然磁石和磁针的指极性.磁针的指极性是由于地球的北磁极(磁性为S极)吸引着磁针的N极,地球的南磁极(...

#鬱和昏# "地球物理"这个词是啥意思? -
(15278917811): 地球物理学,如果狭义的理解,指的就是固体地球物理学.这一般又可分为两大方面:研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学,利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的,叫做勘探地球物理学(或物理探矿学).应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学,应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学.地球物理学形成了独立的分支学科:地震学、重力学、地电学、地磁学,还有正在发展可能形成地热学.(