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几个典型的地球物理学原理论文
在现实的学习、工作中，大家总少不了接触论文吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么，怎么去写论文呢？以下是我整理的几个典型的地球物理学原理论文，希望能够帮助到大家。
题目：
浅谈几个典型的地球物理学原理
摘要：
地球物理学是以从固体内核至大气圈边界的整个地球为研究对象的地矿类学科，所涉及的基本原理涵盖物理学、地球化学、地质学等多个学科的综合内容，对学生的逻辑思维能力和数值计算能力要求很高。本文重点对解决地球物理学问题所必需的几个基本原理进行了总结性的论述。
关键词：
典型；地球物理；原理
从地球物理学的组成来看，主要分两种，其一是研究大尺度和一般原理的，叫理论地球物理学；其二是勘查石油、金属、非金属矿或解决其它地质问题的，叫应用地球物理学。显然，理论地球物理学是实际应用的前提，而有关地球物理学的基本原理则是理论内容最基础的部分。
一、地球形状与重力分布的重力学基本原理
地球是太阳系中的一颗行星，它有自转和公转运动。通俗说地球形状是两极稍扁，赤道略鼓的椭球体。对地球形状的研究是大地测量学和固体地球物理学的一个共同课题，其目的是运用几何方法、重力方法和空间技术，确定地球的形状、大小、地面点的位置和重力场的精细结构，地球的形状主要是由地球的引力和自转产生的离心力决定的，且地球非常接近于一个旋转椭球，其长半轴为6378136米，扁率为1∶。严格而言，地球形状应该是指地球表面的几何形状，但是地球自然表面极其复杂，所以从科学上，人们都把平均海水面及其延伸到大陆内部所构成的大地水准面作为地球形状的研究对象，因为大地水准面同地球表面形状十分接近，又具有明显的物理意义。但是大地水准面还不是一个简单的数字曲面，无法在这样的面上直接进行测量和数据处理。而从力学角度看，如果地球是一个旋转的均质流体，那么其平衡形状应该是一个旋转椭球体。于是人们进一步设想用一个合适的旋转椭球面来逼近大地水准面。要确定这一椭球，只需知道其形状参数（长半轴a，扁率α）和物理参数（地心引力常数GM和旋转角速度ω）即可。同大地水准面最为接近的椭球面称为平均地球椭球面。如果能确定大地水准面与该椭球面之间的偏差，亦即大地水准面与椭球面之间的差距（大地水准面差距N）和倾斜（垂线偏差θ），则大地水准面的形状可完全确定。
地球的重力源于牛顿的万有引力定律，即宇宙空间任意两质点，彼此相互吸引，其引力大小与他们的质量成积成正比，与他们之间的距离平方成反比。地面点重力近似值980Gal，赤道重力值978Gal，两极重力值983Gal。由于地球的极曲率及周日运动的原因，重力有从赤道向两极增大的'趋势。地球上重力的大小与方向只与被吸引点的位置有关，理论上应该是常数，但重力是随时间变化而变化，即相同的点在不同的时刻所观测到的重力不相同。
二、地震及弹性波在地球内部的传播规律
地震波是地下传播的震动，必然与岩石的弹性有关，一般都假定岩石是一种完全弹性体。科技小论文在地震波计算中，地球介质可以做为各向同性的完全弹性体来对待。而在地震波理论中，通常把地球介质当作均匀、各向同性和完全弹性介质来处理，只是一种简化的假定。实践证明，这种假定可以使分析大大简单，并且在多数情况下可以得到与观测结果颇为符合的结果。研究地震波在地球内部传播的问题，主要有动力学和运动学两种方法。动力学方法是直接求解波动方程，研究平面波在平界面上的反射、折射，均匀半空间及平行分层空间中的地震面波，以及球对称模型的地球的自由振荡。该方法相对繁琐，本书不做介绍。我们介绍的是第二种方法：运动学方法，就是将波动方程的求解简化成波传播的射线理论，用地震射线这一概念，研究地震波在地球内部传播的运动学特征。
地震波在地球内部的传播研究，主要是基于以下几个基本原理，其一是惠更斯原理，即在均匀弹性介质中，点振源产生球面波向周围传播，当距离r趋向无穷大时，球面波前的半径很大，曲率很小，此时球面波蜕变成了平面波；其二是费马原理，即地震波沿射线的旅行时间（传播）与沿其它任何路径的旅行时间相比为最小，换言之，波总是沿所使用旅行时间最少的路径传播，又叫费马最小原理和射线原理。
总结来讲，惠更斯是从波前面的角度来描述波在介质空间中传播的规律，而费马原理则从波射线的角度来描述波的传播规律。
三、地球磁现象和地球电性质
地球磁现象是指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近似于一个位于地球中心的磁偶极子的磁场。它的磁南极（S）大致指向地理北极附近，磁北极（N）大致指向地理南极附近。其磁力线分布特点是赤道附近磁场的方向是水平的，两极附近则与地表垂直，地球表面的磁场受到各种因素的影响而随时间发生变化，地磁的南北极与地理上的南北极相反。地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球内部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。地磁场强度大约是—高斯。
根据大气电现象的探测，从静电角度来看，地球和大气近似形成一个漏电的球状电容器。由大气电测量表明：接近地球表面的电场是垂直指向地球表面，在晴天情况下，其数值约为E=100V/m，而地球表面上的电荷密度—×10—10C/m2，由此可计算得知，地球表面上携带总负电荷量为×105C，大气的电流密度约为—3×10—12A/m2。总电流约为1350安培，大气中消耗的总电功率P=亿瓦。整个地球由于自转使正负电荷分开，正电荷分布在地核，负电荷分布在地表，进而在外层产生一个环形电流，电流方向自东向西（电流方向与负电荷运动方向相反），由此产生了由南向北的地磁。
四、结语
了解地球物理学的基本理论和基本原理，有助于学生自我知识框架的建立，同时对地球物理学的整体内容有非常好的梳理作用，笔者也建议广大在校学生能够从最基础的内容开始研究，以便于后期在深造上具备一定的优势。
参考文献：
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[3]陈运泰,滕吉文,张中杰.地球物理学的回顾与展望[J].地球科学进展,2001,05:634-642.
[4]霍振华,戴世坤,蒋奇云.地球物理学中的电磁场积分方程正演[J].地球物理学进展,2014,02:742-747.
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曾融生在中国首先应用地震面波的相速度研究地壳构造，提出地壳的分区。发现1974年5月云南昭通大地震的多重性。1984年出版《固体地球物理学导论》。与合作者发现华北地幔顶部另有一个界面，和莫霍界面同为薄层顶面。深入研究唐山和华北盆地以及唐山震源区的深部构造，提出张性盆地和盆地中震源的统一动力学模式。1990年后，承担中美合作的青藏高原深部探测任务，并提出印度—欧亚大陆碰撞过程，它也适用于其他的陆—陆碰撞带。 后来又着力研究大陆岩石圈构造和地震成因等问题，其论文《唐山震区的岩石圈构造及伸张盆地的动力学过程研究》，获国家自然科学三等奖。 1991年他被载入英国剑桥国际传记中心出版的《有成就的人》(Men of achievement,第15版)，同年美国传记协会也将他收入到《世界5 000名人录》(5 000 personalities of the world,第3版)中。 ●深部构造研究曾融生院士是中国地球深部构造研究工作的开创者。●对人工折射地震方法的研究1958年，中国科学院地球物理研究所在石油工业部的支持下，利用由前苏联引进的低频（频率小于10赫兹）地震方法和技术探测柴达木盆地很深的基岩界面。曾融生主持这项工作，并取得十分可喜的成果。他和同事从地震波的理论出发，详细分析了所获得的极强的续至波的性质，鉴定出不同类型的震相。其中包括：①基岩界面的首波；②地壳内高速夹层所产生的首波和回折波；③莫霍界面的反射波；④不同类型的多次波等。他们首次测定了柴达木盆地基岩界面的深度和起伏，解决了柴达木盆地的一个难题。 1978年以后，曾融生主持国家地震局地球物理所的深部构造研究工作。研制出新一代的模拟地震测深仪器。1990年，曾融生等完成了中国大陆莫霍界面深度图的编制，并对中国大陆构造作了阐释。 ●对天然地震波与深部构造的研究曾融生在1965年发表了《中国境内Rayleigh波的相速度》一文，对比了国内不同地区地震台站的瑞利（Rayleigh）面波相速度和相应的速度构造与地壳厚度。这是第一次对全国不同地区的地壳厚度和速度构造进行系统的比较。为适应当代固体地球物理学迅速发展的形势，曾融生自1976年开始广泛收集并系统整理国际最新资料、成果和理论，以及中国地球物理工作者对地球内部研究的新进展，编写成66万字的《固体地球物理学导论》专著，1984年出版。该书全面讨论了有关地球内部的研究方法，重点探讨地球内部结构、组成，并深入研究地球动力及其对地球表面构造的影响，此外还将其他行星的探测结果同地球进行对比。它是中国第一部完整而系统地论述固体地球物理理论和应用的重要论著，对地球物理科学研究和教学都有很大影响。 ●地壳动力学研究曾融生另一方面的成就是利用深部构造资料对大陆地壳动力学的探讨。1973年，曾融生根据地壳厚度、重力及地形资料，提出：华北与华南属于两个不同的块体，它们各自已经达到重力均衡状态；它们的标准地壳厚度和密度分布各不相同；它们的地壳厚度和重力的关系可以两个不同方程来表示。 对于1976年发生的唐山地震，曾融生自1980年以来先后对地震测深、反射地震及天然地震的资料进行解释，并连续发表了《从地震折射和反射剖面结果讨论唐山地震成因》（1988）、《华北盆地强震的震源模型兼论强震和盆地成因》（1991）等多篇文章。 据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息：1993年至2005年期间，曾融生共培养6名学生获得博士学位，基本情况如下 ：【周民都】 学位类别：博士 ；授予学位日期 2005年03月01日； 授予学位单位：中国地震局地球物理研究所；学位论文：青藏高原东北缘地壳上地幔速度结构的地震层析成像研究【田小波】 学位类别：博士 ；授予学位日期 2002年12月01日； 授予学位单位：中国地震局地球物理研究所；学位论文：横向非均匀介质中接收函数的数值模拟与偏移成像研究【丁志峰】 学位类别：博士 ；授予学位日期1999年12月01日； 授予学位单位：国家地震局地球物理研究所；学位论文：近震层析成像的理论及应用【吴建平】 学位类别：博士 ；授予学位日期1997年10月01日； 授予学位单位：国家地震局地球物理研究所；学位论文：宽频带数字地震波形反演与中国大陆地壳上地幔速度结构的研究【吴庆举】 学位类别：博士 ；授予学位日期1996年05月01日； 授予学位单位：国家地震局地球物理研究所；学位论文：宽频带远震体波波形反演方法与青藏高原岩石圈速度结构研究【朱良保】 学位类别：博士 ；授予学位日期1993年； 授予学位单位：国家地震局地球物理研究所；学位论文：Maslov渐近理论地震图 专著 序号作品年份出版作者1固体地球物理学导论1984科学出版社曾融生2固体地球物理学论评 19911992地震出版社曾融生主编3探索地球内部的奥秘2002清华大学出版社，暨南大学出版社曾融生，陈运泰编著4探索地球内部的奥秘2004清华大学出版社曾融生，陈运泰期刊论文 [1] Kan Rongju， Hu Hongxiang，Zeng Rongsheng，Walter D. Mooney, Thomas V. McEvilly, Crustal structure of Yunnan Provice, People's Republic of China, from seismic refraction profiles, 1986, Science, 234, 433-437.[2] Zeng, R. et al., Three-dimensional seismic velocity structure of the Tibetan Plateau and its eastern neighboring areas with implications to the model of collision between continents, 1993, Acta Seismologica Sinica, 6(2), 251-260.[3] Zeng, R. et al., Seismicity and focal mechanism in Tibetan Plateau and its implications to lithospheric flow, 1993, Acta Seismologica Sinica, 6(2), 251-287.[4] Zeng, R. et al., On the dynamics of extensional basin, 1995, PAGEOPH, 145(No. 3/4), 579-603.[5] 曾融生、丁志峰、吴庆举，喜马拉雅—祁连山地壳构造与大陆－大陆碰撞过程，1998，地球物理学报，41（1），49-60.[6] 曾融生、丁志峰、吴庆举、吴建平，喜马拉雅及南藏的地壳俯冲带─地震学证据，2000，地球物理学报，43(6)，780-797.[7] Wang Chun-Yong、Rong-Sheng Zeng、W. D. Mooney、B. R. Hacker, A crustal model of the ultrahigh - pressure Dabie Shan orogenic belt，China，derived from deep seismic refraction profiling，2000，JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 105(B5), 10, 857-10, 869.
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