地球电磁现象物理学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

地球电磁现象物理学地球电磁现象物理学(1)PHYSICS OF ELECTROMAGNETIC PHENOMENA OF THE EARTH.09.10，教学楼715，周一 8:00-10:30考试形式：堂上开卷第1页主要参考书目主要参考书目1.Akasofu,S.-I.,and Chapman,S.,Solar-Terrestrial Physics,ClarendonPress,oxford,1972.2.Akasofu,S.-I.,Physics of Magnetospheric Substorms,D.Reidel Publishing Company,Dordrecht,1977.3.Campbell,W.H.,Introduction to Geomagnetic Fields,Cambridge University Press,1997.4.Chapman,S.&Bartels,J.,Geomagnetism,Oxford,1940.5.Dubrov,A.P.,The Geomagnetic Field and LifeGeomagnetobiology,Plenum Press,New York and LonDon,1978.6.Egeland,A.,Holter,O.,Omholt,A.,Cosmical Geophysics,Universitetsforlaget,1973.7.Hargreaves,J.K.,The Upper Atmosphere and Solar-Terrestrial Relations,Van Nostrand Reinhold Company,New York,1979.第2页8.Jackson,J.D.,Classical Electrodynamics,John Wiley&Sons,Inc.,New York,London,Sydney,Toronto,1975.9.Jacobs,J.A.,Geomagnetism,Academic Press,vol.1,1987,vol.2,1987,vol.3,1989,vol.4,1991.10.Jacobs,J.A.,Reversals of the Earths Magnetic Field,Adam Higer Ltd,Bristol,1984.11.Jacobs,J.A.,The Earths Core and Geomagnetism,Pergamon Press,New York,1963.12.Kan,J.R.,Potemra,T.A.,Kokubun,S.,and Iijima,T.,Magnetospheric Substorms,American Geophysical Union,Washington,D.C.,1991.13.Kivelson,M.G.and Russell,C.T.,Introduction to Space Physics,Cambridge University Press,New York,1995.14.Krall,N.A.and Trivelpiece,A.W.,Principles of Plasma Physics,McGraw-Hill Book Company,New York,1973.15.Lui,A.T.Y.,Magnetotail Physics,The Johns Hopkins University Press,Baltimore and London,1987.第3页16.Matsushita,S.,Campbell,W.H.,Physics of Geomagnetic Phenomena,Academic Press,New York,1967.17.Merrill,R.T.,McElhinny,M.W.,and McFadden,F.L.,The Magnetic Field of the Earth,Paleomagnetism,the Core,and the Deep Mantle,Academic Press,1996.18.Parkinson,W.D.,Introduction to Geomagnetism,Scottish Academic Press,1983.19.Parker,E.N.,Cosmical Magnetic Field-Their Origin and Their Activity,Clarendon Press,1979.20.Parks,G.K.,Physics of Space Plasma,Addison-Wesley Publishing Company,California,1991.21.Rikitake,T.,Electromagnetism and Earths Interior,Elsevier Publishing Company,1966.第4页汉字参考书汉字参考书1.地球物理学基础地球物理学基础傅承义等，科学出版社傅承义等，科学出版社19852.太阳十讲太阳十讲胡文瑞胡文瑞,赵学溥，科学出版社，赵学溥，科学出版社，1987。3.日地空间物理学日地空间物理学涂传诒等，科学出版社，涂传诒等，科学出版社，1988。4.磁场重联磁场重联王水王水,李罗权，安徽教育出版社，李罗权，安徽教育出版社，1999。5.地磁学地磁学杨诺夫斯基，刘洪学译，地质出版社，杨诺夫斯基，刘洪学译，地质出版社，19826.高空大气物理学高空大气物理学赵九章科学出版社，北京，赵九章科学出版社，北京，1965。7.空间电学空间电学庄洪春科学出版社，庄洪春科学出版社，1995。8.太空物理学太空物理学刘振兴等哈尔滨工业大学出版社，刘振兴等哈尔滨工业大学出版社，9.地球电磁现象物理学地球电磁现象物理学徐文耀徐文耀.中国科技大学出版社，中国科技大学出版社，10.地磁学地磁学徐文耀徐文耀.地震出版社，地震出版社，11.日地环境指南日地环境指南上出洋介著，徐文耀译上出洋介著，徐文耀译,科学出版社科学出版社第5页第一章第一章概述概述 1.1 电磁场普遍存在宇宙物质 1.2 地磁场地球固有基本特征 1.3 外地核地球主磁场发源地 1.4 岩石圈局部地磁异常起源 1.5 电离层与磁层地球环境重要组成部分 1.6 太阳变化磁场根原来源 1.7 地磁学古老而未成熟学科第6页几个常见磁场及磁力线示意图 1.1电磁场电磁场普遍存在宇宙物质普遍存在宇宙物质自然界电磁场自然界电磁场第7页自然界磁场自然界磁场人脑磁场：人脑磁场：10-12T0.000000000001星系间空间：星系间空间：10-12T0.000000000001心脏磁场：心脏磁场：0负异常：异常区非偶极场负异常：异常区非偶极场Z0负号对应负号对应B和和反向，为离心力反向，为离心力变质岩变质岩沉积沉积岩岩第54页 正正是是这这么么一一些些磁磁性性岩岩石石在在地地壳壳中中不不均均匀匀分分布布引发了地球局部磁异常。引发了地球局部磁异常。俄俄罗罗斯斯库库尔尔斯斯克克铁铁矿矿区区300m高高度度航航测测得得到到磁磁场场总强度异常分布图总强度异常分布图最大磁异常达最大磁异常达100,000nT.第55页俄罗斯库尔斯克铁矿区地面观察点磁场三俄罗斯库尔斯克铁矿区地面观察点磁场三分量等值线分量等值线正正 异异 常常 呈呈 条条 形形 分分 布布，最最 大大 异异 常常 强强 度度 达达1.8G(180,000nT)以以上上。钻钻探探表表明明，地地下下200米米附附近近，埋埋藏很厚含有磁铁矿石英岩脉。藏很厚含有磁铁矿石英岩脉。第56页 磁异常应用磁异常应用1、探矿主要伎俩、探矿主要伎俩2、地质结构研究主要依据（条带状磁异、地质结构研究主要依据（条带状磁异常与海底扩张）常与海底扩张）3、板块学说支柱之一、板块学说支柱之一(由古地磁极漂移推由古地磁极漂移推断板块移动断板块移动)第57页 深海钻探深海钻探深海钻探是20世纪60年代开始至80年代结束一项深海钻探计划（DSDP）。该计划由联合海洋机构地球深层取样计划（JOIDES）指导，由有动力定位设备“格洛玛挑战者”号钻探船负责钻探，先后共历时（19681983年），航行96个航次，航程超出60万km，钻探站位624个，采取岩芯9.5万m。能够说除冰雪覆盖北冰洋外，钻孔遍布世界各大洋。第58页海底条带状磁异常海底条带状磁异常第59页东太平洋东太平洋海岸海底海岸海底条带状磁条带状磁异常异常第60页 海底磁异常条带不是海底岩海底磁异常条带不是海底岩石磁化强弱不均引发，而是由周石磁化强弱不均引发，而是由周期性正、反向转向地磁场所引发期性正、反向转向地磁场所引发交替磁化交替磁化熔岩熔岩（玄武岩）条带产（玄武岩）条带产生生 过程：过程：地幔物质沿中脊上涌形成新熔地幔物质沿中脊上涌形成新熔岩壳层，冷却到居里温度下时，岩壳层，冷却到居里温度下时，受当初正向受当初正向/反向地磁场磁化，反向地磁场磁化，取得正向取得正向/反向极性。反向极性。被周期性转向磁化熔岩条带，被周期性转向磁化熔岩条带，随洋中脊新熔岩壳层生成，不停随洋中脊新熔岩壳层生成，不停向两侧推移，形成对称于洋中脊，向两侧推移，形成对称于洋中脊，且呈平行分布磁异常条带。且呈平行分布磁异常条带。第61页磁异常条带年纪磁异常条带年纪 由深海钻探取得地磁异常和同位素年纪资料确定地磁极性年表，从而确定地磁异常年纪。第62页距距今今175 470百百万万年年欧欧洲洲和和北北美美视视极极移移路路径径(不不一一样样地地质质年年代代得得到到古古地地磁磁极极位位置置)。相相对对移移动动两两块块大大陆陆使使两两条条磁磁极路径重合，能够发觉，两块大陆原来是连在一起。极路径重合，能够发觉，两块大陆原来是连在一起。由古地磁极漂移推断板块移动由古地磁极漂移推断板块移动第63页